Темна матерія становить більшу частину маси Всесвіту і слугує своєрідним каркасом, на якому формуються та ростуть галактики.
Попри її фундаментальну роль, вченим досі не вдалося розгадати природу цієї таємничої речовини. Однак нове дослідження астрономів із Вашингтонського університету пропонує обережніший і потенційно ефективніший спосіб пошуку. Вчені з’ясували, що певні дивовижні особливості, які спостерігаються у зоряних потоках, можуть бути зумовлені не впливом темної матерії, а безпосередньо процесами всередині самої галактики.
Читайте також:
Гравітаційна ілюзія. Власна сила тяжіння Чумацького Шляху може імітувати темну матерію Зовнішній вигляд Чумацького Шляху здається відносно впорядкованим, адже більшість його зір зосереджена в широкому диску, що обертається. Однак область навколо галактики має значно складнішу структуру. Серед найцікавіших виявлених там утворень — зоряні потоки: довгі й вузькі сліди зір, що рухаються орбітою навколо галактичного центру.
Такий зоряний потік виникає тоді, коли скупчення зірок або невелика галактика-супутник потрапляє під дію потужного гравітаційного поля більшої галактики.
З часом гравітація розтягує це утворення у видовжену нитку. Астрономи приділяють цим структурам особливу увагу, оскільки вони є дуже чутливими індикаторами навколишнього гравітаційного середовища. Навіть незначні зміни гравітаційного поля можуть залишати помітні сліди на їхній формі.
Саме це наштовхнуло вчених на думку використовувати зоряні потоки як природні детектори темної матерії. Основна гіпотеза полягала в тому, що згустки темної матерії — так звані субгало — під час руху крізь Чумацький Шлях збурюють ці зоряні нитки. Якщо такий згусток проходить поруч, його гравітація може спричинити розрив, вигин або інше порушення в потоці. Це здавалося ідеальним методом для виявлення об'єкта, який неможливо спостерігати безпосередньо.
Однак постало важливе запитання: чи не можуть інші чинники створювати такі самі сліди? Щоб з’ясувати це, дослідники змоделювали чотири галактики розміром із Чумацький Шлях без скупчень темної матерії, після чого заселили їх приблизно 15 000 віртуальних зоряних потоків. Системам дали змогу еволюціонувати протягом п’яти мільярдів років.
Результати виявилися вражаючими. Майже в кожному зоряному потоці виникли нерегулярності: вигини, коливання, розриви, відгалуження та скупчення зір. З’ясувалося, що причиною цього є неоднорідна структура самих галактик. Зорі в диску розподілені нерівномірно, утворюючи ділянки різної щільності. Проходячи крізь ці щільніші ділянки, зоряні потоки деформуються під впливом нерівномірного гравітаційного ландшафту.
Це відкриття свідчить про те, що зоряні потоки за своєю природою не є ідеально гладкими. Тепер, навчившись передбачати вплив самої галактики-господаря, науковці зможуть відрізняти хибні сигнали й точніше ідентифікувати справжні сліди темної матерії.
Читайте також:
Пульсарні годинники та темна матерія. Вчені виявили нове джерело гравітаційного шуму
