Считается, что темная материя составляет примерно 85% всей материи в наблюдаемой Вселенной, но о ней мало что известно. Спутниковые галактики, вращающиеся вокруг нашей галактики Млечный путь, могут помочь исследователям разгадать одну из величайших загадок современной науки — тайну темной материи.

Guillermo Ferla / Unsplash

Новая теория под названием «самодействующая темная материя» (SIDM) может объяснить поведение двух небольших сопутствующих галактик Драко и Форнакс, обещают исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде.

Они провели моделирование, в ходе которого исследовалось приливное поле галактики Млечный путь, подобно тому, как влияют на бег ребенка неровности дороги. Так и субгало (скопления темной материи) движутся в соответствии с гравитационными полями галактики.

Темная материя не испускает свет или другое излучение (отсюда, кстати, и название), но ее гравитационные волны наблюдаются всюду. Без темной материи галактики разлетелись бы на части, а скопления галактик не могли бы удерживаться вместе. Эта таинственная масса была впервые обнаружена в 1930-х годах астрономом Фрицем Цвикки.

«В SIDM взаимодействие между субгало и приливами Млечного Пути приводит к разнообразному распределению темной материи во внутренних областях субгало», — заявил доцент физики и астрономии в Калифорнийском университете в Риверсайде Хай-Бо Ю.

Наука
Титан может оказаться очень похожим на Марс

Драко и Форнакс были выбраны для исследования по той причине, что они отличаются друг от друга. Драко имеет наибольшую концентрацию темной материи среди девяти галактик-спутников, а Форнакс — наименьшую, что делает эту пару идеальной для изучения эффектов темной материи .

Команда использовала симуляции N-тел, чтобы воссоздать пути, пройденные этими галактиками через сложные гравитационные поля нашей галактики.

Традиционная модель CDM гласит, что частицы темной материи не сталкиваются, а гало темной материи составляют гравитационные леса, которые связывают галактики.

В отличие от этой модели, SIDM предполагает, что частицы взаимодействуют через новую темную силу. Внутри галактик частицы темной материи будут взаимодействовать друг с другом в ходе процесса, называемого самовоздействием темной материи. «Взаимодействие между субгало и приливными силами Млечного пути приводит к более разнообразному распределению темной материи во внутренних областях галактик», — пишут исследователи. Это может привести к эффекту, называемому коллапсом ядра темной материи, как то предсказывает SIDM. Это происходит, когда внутренняя часть гало темной материи разрушается под действием силы тяжести, создавая область, с таинственной плотной массой. Моделирование показало, что этот коллапс может произойти в исследуемых субгалах, вопреки прогнозам, сделанным моделью CDM.

Изучение взаимодействия темной материи и приливных сил галактик показало, что количество темной материи в субгало SIDM, вопреки ожиданиям, может увеличиваться со временем.

Если модель SIDM окажется верной, Драко и Форнакс помогут понять одну из величайших тайн современной науки.

www.popmech.ru