Детективи темної матерії ледь нічого не знають про темну матерію, але тепер вони знають це: вона поводиться інакше на межі старих галактик, ніж у нових.
Темна матерія - це речі, яких ми не можемо побачити у Всесвіті. Він складає більшу частину маси у Всесвіті, але не випромінює світло. Однак він тягне за собою все із силою тяжіння. Все у Всесвіті діє так, ніби його тягнуть великі важкі хмари чогось, чого ми не можемо побачити. Астрономи просто не впевнені, що це таке.
Новий документ, опублікований 3 січня в журналі "Щомісячні повідомлення" Королівського астрономічного товариства, допомагає зменшити його.
Більшість темної речовини, про яку знають вчені, існує у «ореолах» або хмарах всередині галактик. Але є проблема: ці ядра не ведуть себе так, як слід, згідно з комп'ютерними моделюваннями.
Коли дослідники моделюють поведінку ореолів темної матерії, ці структури, як правило, утворюють певні форми: щільні кулі темної матерії в центрах галактик, оточені помутнілим укусом речі. Астрономи називають це "суттєвим" розподілом темної речовини. Але насправді багато галактик поводяться так, ніби їх темна речовина орбітує у зовнішніх течіях галактики, оточуючи «ядро», більш-менш порожнє від небаченого матеріалу. Астрономи називають цю невідповідність проблемою "найважливішою".
Популярне пояснення проблеми основної проблеми, що називається "модель самоврядної темної матерії" (SIDM), дозволяє припустити, що темна матерія існує не лише поза фізикою, яку ми можемо безпосередньо виявити і зрозуміти, але вона також діє на себе, використовуючи невідомі сили. Якщо взаємодія темної матерії з собою відрізняється від її взаємодії зі звичайною речовиною, це може пояснити, як їй вдалося подорожувати від центрів галактик до їхніх країв.
Але це пояснення може бути надто ускладненим, підказує нове дослідження.
Інша сила могла витіснити темну речовину з центру галактик: нагрівання темної речовини. Це стосується інтенсивної енергії та вітру від зіркового утворення, що витісняє темну речовину з центрів галактик (де утворюється більшість нових зірок). Але прямих доказів цього явища мало, і навіть якби вони були, не ясно, чи такий нагрів буде достатньо потужним, щоб пояснити розбіжність між моделями розподілу темної матерії та тим, що показують спостереження.
Цей новий документ, однак, говорить про те, що нагрівання темної речовини є правильним поясненням.
Автори вивчали 16 карликових галактик, розділених приблизно на дві категорії: галактики, які перестали утворювати зірки мільярди років тому, і галактики, які зовсім недавно перестали утворювати зірки або все ще утворюють зірки.
Дослідники з'ясували, що у старих, менш активних галактик, як правило, виникають темні речовини, що розташовуються в центрах, з великою кількістю темної матерії. Більш активні галактики, як правило, мали порожні ядра.
Нові дані свідчать, що нагрівання темною речовиною є реальним і відіграє значну роль у тому, як поводиться темна речовина, писали дослідники. Галактики, які давно перестали утворювати зірки, також мали менше енергії для витіснення темної речовини з центру галактики. У цих випадках темна матерія поводилася так, як прості моделі передбачають, що вона повинна. Більш активні зірчасті галактики мали більше нагрівання, і це змусило темну матерію відхилитися від моделей.
Якщо ця знахідка є правильною, вона звужує можливості того, якою може бути темна матерія, хоча і не драматично: вона просто повинна бути чимось, що вибухне з центру галактики з безліччю нових зірок. І цей результат може означати, що зайве пропонувати всілякі химерні властивості темної речовини, щоб пояснити, як веде себе речовина.
Все-таки нічого ще не визначено. У своїй роботі дослідники визнали, що вони покладаються на методи моделювання темної речовини, що зазнали певної критики. Там можуть бути й інші галактики із властивостями десь між моделями ядра та основи, що ускладнить нові результати.
Наразі детективи темної матерії можуть донести ще один доказ на свої дошки оголошень, покриті червоною стрічкою.
