Астрофизик рассчитал минимальную массу гало темной материи для формирования звезд
Важность «классической» материи, вероятно, сильно переоценена: если галактики не могут существовать без темного гало, то гало без них — вполне. К такому выводу пришел в своей работе астрофизик из Калифорнийского университета в Сан-Диего Итан Надлер. Если он прав, то по Вселенной могут скитаться миллионы гигантских структур, при этом совершенно невидимых — в силу полного отсутствия внутри них звезд.
Вопрос, могут ли галактики существовать без гигантской оторочки из темной материи, до сих пор считается открытым. Перед тем, как дать на него окончательный ответ, неплохо было бы найти темную материю — само существование которой пока что порождает серьезный скепсис у некоторых ученых. Однако Надлер пошел по другому пути, на котором ему практически не требовалось сложных астрономических наблюдений — лишь компьютер (и, возможно, бумага с ручкой). Он решил выяснить: могут ли гало из темной материи существовать самостоятельно, без галактик внутри?
Дело в том, что, согласно Стандартной модели, галактики формируются в результате нагромождения газа и пыли в «углублениях» пространства-времени. Эти первоначальные углубления и создаются темной материей. Но в каждом ли из них обязана непременно сформироваться галактика? Чтобы ответить на данный вопрос, Надлер сперва заново рассчитал критическую массу темной материи — без достижения которой процесс звездообразования внутри нее просто не имел бы шансов.
Ранее считалось, что этот предел составляет от 100 миллионов до 1 миллиарда солнечных масс. Однако астрофизик нашел ряд фактов, свидетельствующих в пользу того, что данный Рубикон на самом деле располагается несколько ниже. Изучив поведение молекул водорода (Н2), он отметил, что они могут охлаждаться эффективнее, чем отдельные атомы — которые рассматривались в более ранних исследованиях. А значит, достаточно гало массой всего в 1 миллион Солнц, чтобы внутри него могли начать формироваться звезды (при условии, что с Большого взрыва прошло более миллиарда лет).
Вместе с тем, статистически вероятнее формирование именно небольшого сгустка материи, чем большого. А значит, по космическим просторам потенциально может путешествовать огромное количество беззвездных гало, которые мы не замечаем. «У нас пока нет доказательств их существования, поэтому следующая важная задача — обнаружить эти объекты», — сказал Надлер.
Правда, на этом этапе случается неизбежная заминка: неопровержимых доказательств существования темной материи по-прежнему нет, как и прямых ее наблюдений (по понятным причинам). Астрофизик и его коллеги предполагают, что здесь мог бы помочь известный эффект гравитационного линзирования — искривления траектории света вблизи объектов с достаточно большой массой. Не исключено, что решение хотя бы части затруднений принесет телескоп «Евклид» — который, как предполагается, сможет обнаружить больше 100 000 сильных гравитационных линз.
