Астрофізики зареєстрували рух темної матерії

Міжнародна команда дослідників вивчила карликові галактики і виявила, що зореутворення в них пов’язано з рухом і нагріванням темної матерії.

Вчені виявили доказ того, що темна матерія може нагріватися і переміщатися в результаті зореутворення в галактиках. Нові дані надають перший наглядовий доказ ефекту, відомий як «нагрівання темної матерії», а також вказують на те, з чого темна речовина може складатися. Дослідження опубліковано в журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Вчені з Університету Суррея, Університету Карнегі – Меллона і Швейцарської вищої технічної школи Цюріха шукали ознаки темної матерії в центрах найближчих карликових галактик – маленьких, тьмяних галактиках, які зазвичай обертаються навколо більших галактик, на зразок Чумацького шляху. У них може міститися інформація, яка в подальшому може допомогти нам краще зрозуміти природу темної матерії.

Вважається, що Всесвіт в основному складається з темної матерії. Однак, через те, що вона не взаємодіє зі світлом таким же чином, як це робить звичайна матерія, її можна спостерігати тільки за допомогою її гравітаційних ефектів. Проте, ключ до її вивчення може полягати в зореутворенні в карликових галактиках.

Під час формування зірок, сильний вітер може розштовхувати газ і пил з центру галактики. В результаті, галактичний центр зменшується в масі, а це в свою чергу впливає на те, скільки гравітації випробовує залишки темної матерії. При меншому гравітаційному тяжінні темна матерія отримує енергію і мігрує з центру галактики – цей ефект називають «нагріванням темної матерії».

Команда астрофізиків виміряла кількість темної матерії в центрах 16 карликових галактик з дуже різною історією зореутворення. Вони виявили, що галактики, зореутворення в яких припинилося дуже давно, мали великі щільності темної матерії в своїх центрах, ніж ті, в яких зірки ще продовжують формуватися. Це підтверджує теорію про те, що в більш старих галактиках нагрівання темної матерії відбувається менше.

«Ми знайшли справді чудове взаємовідношення між кількістю темної матерії в центрах цих маленьких карликів і зореутворенням, зазнавших ними за час свого існування, – пояснює провідний автор дослідження, професор Джастін Рід. – Схоже, що темна матерія в центрах зореутворюючих карликів «розігрівалася» і витіснялася ».

Ці дані накладають нові обмеження на моделі темної матерії: вона повинна бути здатна формувати карликові галактики, що демонструють діапазон центральних щільностей, які повинні відповідати кількості зореутворення.

«Це дослідження може бути« найгарячішим »доказом, який на крок наближає нас до розуміння того, що таке темна матерія. Наше відкриття того, що вона може нагріватися і переміщатися допомагає мотивувати до пошуку частинки темної матерії », – говорить співавтор дослідження, професор Метью Уокер.

Команда сподівається розширити роботу, вимірявши центральну щільність темної матерії в більшій вибірці карликових галактик, вивчивши ще більш тьмяні галактики і протестувавши більший діапазон моделей темної матерії.