0
4837
Газета Печатная версия

24.05.2022 17:47:00

В каких галактиках бьется сердце темной материи

Компьютерное моделирование космологических процессов позволило «увидеть» то, чего нельзя наблюдать

Тэги: темная материя, астрономия, астрофизика, теория большого взрыва, хаббл, галактика


темная материя, астрономия, астрофизика, теория большого взрыва, хаббл, галактика Слева core и hal (ниже) темной материи, расширяющиеся со временем (красным – 6,5 миллиарда лет назад, синим – настоящее время, Present).

Космологи утверждают, что за «разбегание» галактик после Большого взрыва, установленное американским астрономом Эдвином Хабблом, отвечает темная материя, физическая природа которой неясна. Тем не менее понятно, что галактики «пожилого» возраста, измеряемого миллиардами лет, находятся на максимальном удалении от Земли. Ядро (core), сферическую область галактик, образуют частицы темной материи, плотность которых убывает со временем. И это ведет к расширению галактического ядра. По крайней мере в этом уверены итальянские ученые из Триеста и их коллеги из Венского университета – авторы статьи «Наблюдаемые изменения профилей эволюционирующей темной материи» в журнале Astronomy & Astrophysics. Расширение «сердцевины» темной материи приводит к появлению окружающей области, гало (обода).

Авторы, исходя из результатов своих наблюдений, делают предположение, согласно которому пока еще неизвестные частицы темной материи непосредственно взаимодействуют частицами и фотонами обычной, или «ординарной» материи. Это дало им возможность выступить против превалирующей сегодня теории Лямбда – Холодная – Темная материя (LCDM – Lambda Cold Dark Matter). В LCDM утверждается, что на темную материю приходится до 84% космической массы, о чем астрономы судят по движениям звезд и межзвездного водорода.

Исследователи Интернациональной школы передовых исследований в Триесте (SISSA) начали с отслеживания движения звезд в 300 удаленных галактиках, имеющих гало темной материи. И оно оказалось тем больше, чем ближе галактика к нам по времени. Наиболее разительный контраст был выявлен для галактики, удаленной на 6,5 млрд световых лет от Земли. Это и позволило авторам говорить, что в самом начале распределение темной материи находилось в соответствии с LCDM, но со временем распределение более и менее плотных частиц темной материи менялось. Вывод – существование не только холодных, но и «теплых» (warm) частиц.

В 2019 году появилось сообщение о выявлении в глубинах космоса самых мощных гамма-источников, открытых благодаря мощному телескопу, сооруженному в горах Тибета на высоте 4300 м. Речь шла о наблюдениях телескопа Хаббл за известной туманностью Краба (Crab Nebula). Эта туманность возникла после взрыва сверхновой в 1054 году. Она знаменита также расположенным рядом с ней, ближайшим к Земле, пульсаром Geminga. Он открыт еще в 1975 году. Ученых поразила мощность гамма-излучателей в туманности, которая может достигать 450 тераэлектрон-вольт, ТэВ (4,5х1014; до того рекорд был в районе 75 ТэВ). «Тибетцы» насчитали в Крабовой туманности 24 излучателя мощностью свыше 100 Тэв.

6-15-5480.jpg
Мюонный телескоп в горах Тибета. 
Иллюстрации Physorg
Такие мощные источники могут повышать уровень шума, что затрудняет наблюдение за удаленными галактиками. В том числе и теми, которые могут «обходиться» без темной материи в своей сердцевине. О существовании этих астрофизических объектов заявили авторы статьи в журнале Nature Astronomy. В статье, которая называется «Галактики без темной материи, образовавшиеся при близких столкновениях», представлены результаты компьютерного моделирования, проведенного в Калифорнийском технологическом институте и соседнем с ним Университете г. Ирвина.

Авторы статьи считают, что около 30% массивных галактик со звездными массами не менее 1011 солнечных содержат по крайней мере один безмассовый сателлит с массами 108–109 солнечных. «Утерю» темной массы можно сравнить с потерей массы звездой-компаньонкой, захваченной гравитационным полем черной дыры. Также и большие галактики с мощным «сердцем» темной материи отнимают ее у меньших по массе соседних галактик.

Остается только задаться вопросом, касающемся целей и задач подобного рода дорогостоящих исследований и необходимых для них инструментов. Сегодня мы знаем, что видимый нами свет – это лишь небольшое окошечко в широчайшем спектре электромагнитных колебаний, которые активно используются в самых разных областях. И может статься так, что со временем ученые перейдут от простого созерцания и наблюдения за темной материей, природу частиц которой еще предстоит раскрыть, к тому, чтобы начать использовать ее удивительные свойства. Некоторые из них космос использует для расширения своих границ, что невозможно без противодействия гравитационному стремлению к коллапсу Вселенной.


статьи по теме


Читайте также


Черной дыре нашли достойную пару

Черной дыре нашли достойную пару

Александр Спирин

Больше сомнений нет – эти невидимые объекты Вселенной вполне реальны

0
6914
Галактика против женщин

Галактика против женщин

Надежда Пупышева

Демографические потери от излучения сверхновых звезд составляют до 2 миллионов человек в год

0
6624
Предложены кандидаты в потенциальные «фабрики» слияний небольших черных дыр

Предложены кандидаты в потенциальные «фабрики» слияний небольших черных дыр

Иван Сапрыкин

Пожирательницы звезд

0
5062
Гравитационные обсерватории уточнят общую теорию относительности

Гравитационные обсерватории уточнят общую теорию относительности

Александр Спирин

Магнитные карманы Вселенной

0
4693

Другие новости