Скопления галактик могут стать «лабораториями» для поисков темной материи
Поиски темной материи, регулярно подстегиваемые видимыми следами ее наличия, все так же остаются одним из главных вызовов для современной космологии. Неудивительно, что астрофизики изобретают все новые способы наконец-то ее увидеть. И новейший из них предлагает использовать в этих целях самые крупные структуры во Вселенной — скопления галактик, представив их в виде колоссальных коллайдеров.
Поскольку все известные объекты во Вселенной являются волной/частицей или полем — то и темная материя должна с наибольшей вероятностью состоять именно из частиц. Так рассудила астрофизик Жаклин Макклири, сконцентрировав внимание на том, как именно эти частицы могут быть найдены и описаны. Возможно, если этого не удалось сделать при помощи крупнейшего на Земле Большого адронного коллайдера, стоит задействовать кое-что побольше?
Побольше — значит побольше, решила исследовательница и предложила использовать в качестве гигантских естественных лабораторий сливающиеся друг с другом скопления галактик. Благо, это достаточно длительный процесс, чтобы прямо сейчас где-то в недрах космоса можно было увидеть несколько его примеров.
Если эти крупнейшие в наблюдаемой Вселенной катаклизмы не смогут заставить темные частицы взаимодействовать друг с другом, то, вероятно, любые другие поиски будут автоматически обречены на провал. Ведь не только на Земле или в Солнечной системе, но и во всей нашей галактике не найдется столько энергии, сколько может выплеснуться при одном таком столкновении. При этом от 80 до 90 процентов массы скоплений, согласно расчетам, составляет та самая темная материя.
При попытке обозначить величину этой массы в килограммах на экране не хватит места для нулей. Это значит, что порождаемые ей гравитационные силы будут просто обязаны заставить темную материю (если она, конечно, вообще существует) проявить себя. Независимо от того, что за частица лежит в ее фундаменте: темный фотон, сверхлегкое нейтрино, слабо взаимодействующая массивная частица, аксион или даже крошечная черная дыра.
Макклири и ее команда смоделировали возможные сценарии взаимодействия в ходе подобного столкновения для наиболее вероятных типов частиц. Поскольку фактически наблюдать эти взаимодействия напрямую невозможно, выводы можно сделать по их влиянию на поведение звезд или галактического газа.
Вместе это поможет определить хотя бы базовые характеристики темных частиц, сузив круг для поисков или придав им более отчетливое направление. А в идеале можно будет рассчитать верхний предел их массы или энергии. Дело за малым — получить выборку из «по крайней мере 100 сливающихся скоплений галактик». В любом случае, по мнению исследователей, такой метод явно перспективнее, чем бесплодные поиски с помощью БАК.
