Нові докази існування темної матерії зробили її ще більш екзотичною

Нові докази існування темної матерії зробили її ще більш екзотичною

Скупчення галактик, галактичні кластери – це найбільші з відомих структур у Всесвіті, що містять тисячі галактик, які “купаються” в хмарах надгарячого газу. Крім цього, галактичні кластери є місцями концентрації темної матерії, частка якої становить 27 відсотків від загальної кількості матерії та енергії у Всесвіті.

Нинішні космологічні моделі, що враховують наявність темної матерії, вказують на те, що скупчення галактик повинні мати дуже щільні ядра, в центрі яких повинна знаходитися дуже масивна галактика, яка ніколи і нікуди не переміщається з точки центру скупчення.

Після вивчення близько десятка скупчень галактик, Девід Харві (David Harvey), вчений з астрофізичної лабораторії Швейцарського федерального політехнічного університету Лозанни (Swiss Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL), разом з його колегами з Франції та Великобританії виявив, що щільність звичайної матерії в центрі кожного з скупчень набагато нижче щільності, яка визначена теоретичними моделями. Крім цього, сама центральна галактика скупчення НЕ нерухома, а переміщається, нехай і з невеликою швидкістю.

Кожне з скупчень містить мінімум одну галактику, яка виділяється із загального ряду своєю підвищеною яскравістю. Такі галактики називають терміном “найяскравіша галактика скупчення” (brightest cluster galaxy, BCG). Результати моделювання, що враховують вплив темної матерії, вказують на те, що BCG-галактика повинна здійснювати коливальні рухи, в той час як інші галактики вже стабілізувалися. Це – залишкове коливання, яке було викликано раніше процесом злиття двох скупчень в одне більш масивне. Саме цей процес є єдиним основним процесом зростання і розвитку скупчень галактик.

Дослідники порівняли дані, отримані шляхом спостережень за реальними скупченнями галактик, з даними, отриманих шляхом розрахунку набору космологічних гідродинамічних моделей під назвою BAHAMAS, і знайшли цілий ряд істотних відмінностей. Згідно Стандартній Моделі, щільні скупчення холодної темної матерії, що знаходяться в центрі кожного скупчення галактик, не повинні коливатися самі і не давати коливатися іншим космічним об’єктам, пов’язуючи їх узами своєї гравітації. І знайдені невідповідності у вигляді BCG-галактик які коливаються, дрейфуючих центральних галактик скупчення вказують на існування якоїсь ще невідомої вченим фізики, яка визначає протікаючі в скупченнях незвичайні процеси.

Вчені-астрономи детально вивчили скупчення галактик і протікаючі в них процеси за рахунок ефекту гравітаційних лінз, який створюється за рахунок гравітаційного поля скупчення. Все, що відбувається всередині скупчення відразу відображається на створюваній ним гравітаційній лінзі, завдяки чому стає можливим складання карти розподілу темної матерії, встановлення місця розташування центру скупчення і стеження за коливаннями BCG-галактики.

“Ми виявили, що BCG-галактики буквально” в’ються “навколо нижньої частини центральної області скупчення” – розповідає Девід Харві, – “Це вказує на наявність в цій області великої кількості матерії. А так як щільність звичайної матерії в цій області досить невисока, то цей факт є доказом існування щільного “хмари” екзотичної форми темної матерії в центрі скупчення “.

У майбутньому вчені планують провести додаткові дослідження, використовуючи дані різних телескопів, зокрема телескопу Euclid. Це, як вони сподіваються, дозволить їм ще раз підтвердити результати виконаної роботи і визначити, чи є коливання BCG-галактик результатами дії якоїсь “нової фундаментальної фізики”, пов’язаної з темною матерією, або просто новим астрофізичним явищем.

 

Залиш коментар першим

Залишити коментар