Новая теория темной материи объяснила сразу две астрофизические загадки
Введение в космические уравнения темной материи разрешило многие серьезные противоречия, но создало несколько новых, в том числе парадоксы ее сверхвысокой плотности в эллиптических галактиках и сверхнизкой — в ультрадиффузионных. Но, по мнению группы астрофизиков во главе с доктором Хай-Бо Ю, новая теория «самовзаимодействующей темной материи», или SIDM, может объяснить обе этих несостыковки.
Первый парадокс родился, когда ученые работали с гравитационными линзами, создаваемыми массивными эллиптическими галактиками. Расчеты показывали, что для такого мощного искривления пространства-времени масса галактик (а значит, в первую очередь содержащейся внутри них темной материи) должна была оказаться невероятной.
Другая загадка повторяет первую с точностью до наоборот: ультрадиффузионные галактики, обладающие крайней разреженностью и очень низкой светимостью, оказались парадоксально легкими — значит, та темная материя, которая в них содержится, должна являться почти невесомой. Господствующая теория «холодной темной материи» или CDM (которая предполагает, что темные частицы между собой не сталкиваются), этого не объясняет.
«Эти самовзаимодействия приводят к теплопередаче внутри темной материи, что вносит разнообразие в ее плотности в центральных областях галактик. Другими словами, некоторые гало имеют более высокую центральную плотность, а другие — более низкую по сравнению с их аналогами CDM, причем детали зависят от истории космической эволюции и окружающей среды отдельных гало», — объяснил Надлер.
«SIDM, возможно, является убедительным кандидатом для примирения двух противоположных крайностей. Никаких других объяснений в литературе нет. Теперь появилась интригующая возможность того, что темная материя может быть более сложной и яркой, чем мы ожидали», — отметил Янг.
Помимо прочего, исследование стало яркой демонстрацией возможностей компьютерного моделирования. Не исключено, что уже в ближайшие годы его роль в астрофизических построениях кардинально возрастет.
