Астрофизики нашли способ измерить скорость движения темной материи
Наука

Астрофизики нашли способ измерить скорость движения темной материи

5 февраля 2024 года, 11:40

Все во Вселенной находится в постоянном движении, и темная материя — не исключение. Но как измерить ее скорость, если ее невозможно увидеть ни на одной волне электромагнитного спектра? Международная команда ученых утверждает, что нашла решение с помощью эффекта, известного как динамическое трение, и его следствия — наблюдаемой асимметрии многих галактик.

Благодаря своей невероятной массе галактики притягивают любую материю, проносящуюся поблизости. Но так как галактика — это все-таки не черная дыра, чаще всего вещество «проскакивает» мимо, искривляя, однако, свою траекторию в направлении состоящего из миллионов звезд гиганта.

Темная материя — не исключение, и двигаясь «впритирку» к галактике она должна увеличивать плотность вещества рядом с ее диском. Что, в свою очередь, совершенно естественно приводит к замедлению движения самой галактики, известному как «динамическое трение». И сила этого трения прямо зависит от скорости пролетающих частиц.

Однако если вспомнить, что галактики — это не точечные объекты, а громадные области, протянувшиеся на десятки тысяч световых лет, модель станет еще несколько сложнее: разные ее области будут испытывать разную силу трения. И эта разница будет искривлять галактику, делая ее асимметричной или «однобокой» — как Мировой океан, колеблемый гравитацией Луны.

Именно по этому искривлению можно рассчитать скорость частиц темной материи. При этом, как подчеркивают астрофизики, размер частиц (которые пока еще, несмотря на огромные усилия, не смогли обнаружить даже в Большом адронном коллайдере), не имеет почти никакого значения. При условии, что они не сопоставимы по размерам с самой галактикой. Но такую возможность современная физика исключает.

Впрочем, асимметричная форма галактики может быть вызвана не только динамическим трением, а, например, недавним слиянием. Такие экземпляры должны быть отсеяны на предварительном этапе исследования: к примеру, если в них удалось найти сгустки звезд, свидетельствующие о недавнем поглощении, возмущения в районе центральной черной дыры или постоянный приток газа извне.

Зато сам поиск подходящих галактик обещает быть довольно нехлопотным занятием: по оценкам ученых, они составляют примерно 30% от всей популяции. Даже если исключить из них все неподходящие по тем или иным причинам образцы, выборка должна будет оказаться совершенно достаточной.

Таким образом, команда предложила довольно осуществимый на текущем этапе науки способ рассчитать хотя бы такой важнейший параметр темной материи, как ее скорость. Осталось произвести поиск подходящих под заданные условия галактик и применить к ним данную теоретическую модель. И к этому этапу ученые надеются приступить уже в ближайшем будущем.