Теория "темной силы" может разгадать две нерешенные космические загадки

Новая теория предполагает, что темная материя состоит из частиц, которые сильно взаимодействуют друг с другом посредством так называемой "темной силы". Если это верно, это может наконец объяснить чрезвычайно высокие плотности, которые мы видим в гало темной материи, окружающих галактики.

Существование частиц, называемых само взаимодействующей темной материей (SIDM), действует как альтернатива теориям холодной темной материи, которые предполагают, что этот уклончивый компонент состоит из массивных, медленно движущихся (и, следовательно, холодных), слабо взаимодействующих частиц, которые не сталкиваются. Проблема с этими моделями холодной темной материи заключается в том, что они затрудняют объяснение двух загадок, связанных с так называемыми гало темной материи.

"Первая - это гало темной материи высокой плотности в массивной эллиптической галактике. Гало было обнаружено благодаря наблюдениям сильного гравитационного линзирования, и его плотность настолько высока, что она крайне маловероятна в преобладающей теории холодной темной материи", - сказал Хай-Бо Ю, руководитель команды и профессор физики и астрономии в Калифорнийском университете в Риверсайде. "Вторая", - продолжил он, "это то, что гало темной материи ультра диффузных галактик имеют чрезвычайно низкую плотность, и их трудно объяснить теорией холодной темной материи".

Гало Темная материя представляет собой крупную загадку для ученых, поскольку, несмотря на то, что она составляет около 85% материи в космосе, она не взаимодействует со светом и, следовательно, остается практически невидимой для нас. Это говорит исследователям о том, что темная материя не может быть невидимыми скоплениями материи, состоящей из электронов, протонов и нейтронов — так называемой барионной материи, которая составляет звезды, планеты, наши тела и практически все, что мы видим вокруг себя в повседневной жизни. Нет, темная материя должна состоять из чего-то другого.

Единственный способ, с помощью которого исследователи вообще могут предположить существование темной материи, заключается в том, что она имеет массу и, следовательно, взаимодействует с гравитацией. Этот эффект может быть "ощущениям" барионной материей, которую мы действительно можем видеть, и светом, который астрономы определенно способны наблюдать. Более конкретно, когда свет проходит мимо этих галактик, обернутых темной материей, от удаленных источников, влияние этого вещества на структуру пространства изменяет путь света и, в свою очередь, заставляет удаленные источники казаться "смещенными" в новые места в космосе.

Этот эффект, называемый гравитационным лицензированием, изначально позволил ученым определить, что большинство, если не все, галактики окружены гало темной материи. Предполагается, что эти гало простираются далеко за пределы видимых объектов галактик, таких как звезды, газ и пыль. Гравитационное линзирование также позволило астрономам измерить плотность гало темной материи. Более плотные гало ответственны за более сильное линзирование, чем менее плотные гало вокруг ультра диффузных галактик — галактик с низкой яркостью, рассеянным газом и звездами. Однако исследователям было трудно объяснить крайности плотности гало темной материи.

• Сколько времени занимает полет до Луны?
• Древние горячие воды на Марсе указывают на его обитаемое прошлое
• Магнитные вихри на полюсах Юпитера
• Уникальный диск вокруг Веги: что раскрыли телескопы Hubble и Webb
• Учёные готовятся к амбициозному исследованию тёмной материи и энергии
• Объяснено происхождение рентгеновского излучения от черных дыр
• Космический корабль DART NASA навсегда изменил форму и орбиту лунного астероида
• Учёные выявили человеческое влияние на рост озона в верхней тропосфере