Учёные: темная материя способна нагреваться и перемещаться

Впервые ученые нашли доказательства того, что темная материя может нагреваться и перемещаться в результате образования звезд в галактиках. Об этом говорят первые наблюдательные доказательства эффекта, известного как «нагрев темной материи», которые дают ученым новые подсказки относительно того, что из себя представляет сама темная материя.  Исследование опубликовано сегодня в журнале «Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества».

В новой работе ученые из Университета Суррея, Университета Карнеги-Меллона и ETH Zürich намеревались охотиться за доказательствами темной материи в центрах близлежащих карликовых галактик. Карликовые галактики — это маленькие слабые галактики, которые обычно находятся на орбитах больших галактик, подобных нашему Млечному Пути. Они могут содержать подсказки, которые могут помочь ученым лучше понять природу темной материи.

Считается, что темная материя составляет большую часть массы Вселенной. Однако, поскольку она не взаимодействует со светом так же, как обычное вещество, ее можно наблюдать только через его гравитационные эффекты. Однако ключ к ее изучению может заключаться в том, каким образом в этих галактиках образуются звезды.

В процессе образования звезд  сильный ветер может оттолкнуть газ и пыль от сердца галактики. В результате центр галактики имеет меньшую массу и это влияет на то, какое количество гравитации ощущает оставшаяся темная материя. При меньшем гравитационном притяжении темная материя набирает энергию и уходит от центра, — данный эффект называется «нагрев темной материи».

Команда астрофизиков измерила количество темной материи в центрах 16 карликовых галактик с очень разными историями звездообразования. Они обнаружили, что галактики, которые давно перестали образовывать звезды, имели более высокую плотность темной материи в своих центрах, чем галактики, которые все еще формируют звезды сегодня. Это подтверждает теорию о том, что более старые галактики нагревали темную материю меньше.

Профессор Джастин Рид, ведущий автор исследования и заведующий кафедрой физики в Университете Суррея, сказал: «Мы нашли действительно замечательную связь между количеством темной материи в центрах этих крошечных карликов и количеством звезд, которые они сформировали в течение своей жизни. Все указывает на то, что темная материя в центрах звездообразующих карликов «нагрелась» и была вытеснена впоследствии».

Полученные данные устанавливают новое ограничение на модели темной материи: темная материя должна быть способна образовывать карликовые галактики, которые демонстрируют диапазон центральных плотностей, и эти плотности должны соответствовать количеству звездообразования.

Теперь команда ученых надеется расширить эту работу, измерив плотность центральной темной материи в большой выборке карликовых галактик, а также сосредоточиться на еще более слабых галактиках, протестировав более широкий спектр моделей темной материи.