Недостающая масса Млечного Пути может скрываться в межзвездных кометах: исследование
Межзвездные объекты, такие как 3I/ATLAS, могут составлять от 13% до 45% недостающей массы нашей Галактики, которую сейчас приписывают темной материи. К такому выводу пришли исследователи из Гамбургского университета в своей новой статье, раннюю версию которой они опубликовали на платформе arXiv.
Ученые вычисляют «недостающую массу» на основе галактической кривой вращения. Этот термин описывает скорость, с которой звезды вращаются вокруг центра Млечного Пути. Звезды движутся быстрее, чем они должны двигаться, если брать в расчет только видимые светила. Значит, в галактике есть что-то невидимое, что добавляет массу и заставляет звезды вращаться быстрее.
Ученые давно считают, что эту массу создает темная материя. Мы не можем ее увидеть, потому что она почти не взаимодействует ни с чем, кроме гравитации. По данным миссии Gaia, в одном кубическом сантиметре пространства находится около 0,44 гигаэлектронвольта темной материи. Новое исследование предполагает, что часть этой невидимой массы имеет другое происхождение.
Академик Андрей Быков: ни одна из гипотез о темной материи не проходит проверку
Межзвездные объекты имеют массу, и астрономы могут их увидеть. Пока исследователи обнаружили только три таких тела: 1I/Oumuamua, 2I/Borisov и 3I/ATLAS. Объект ATLAS превосходит остальные по размеру, его радиус составляет от 0,16 до 2,8 километра. Масса тела растет пропорционально кубу радиуса, поэтому такой разброс в оценках размера сильно меняет итоговый вес гостя. При этом в галактике прямо сейчас могут свободно перемещаться миллиарды или даже триллионы других подобных объектов.
Чтобы понять, сколько скрытой массы приходится на такие тела, авторы работы применили математический процесс, который называют распределением Пуассона. Этот инструмент из статистики помогает рассчитать, насколько плотно случайные объекты располагаются в пространстве. С его помощью исследователи вычислили плотность блуждающих камней, похожих на 3I/ATLAS, в нашем регионе галактики. Результаты показали, что в наших окрестностях их может быть довольно много, и именно они могут заменять собой долю темной материи.
Авторы работы признают, что их метод переноса данных имеет слабые места. В первую очередь они взяли характеристики всего одного объекта — 3I/ATLAS — и перенесли их на все межзвездные объекты галактики. Чтобы эти тела составили почти половину недостающей массы, звездные системы должны выбрасывать в межзвездное пространство чересчур оптимистичное количество материи.
Тем не менее математическая основа работы надежна, и она подсказывает, что пора менять подход к экспериментам по поиску темной материи. Сейчас детекторы, такие как LZ и XENONnT, ждут, пока вимпы — гипотетические слабовзаимодействующие массивные частицы — пройдут через их резервуары с ксеноном. Настройки этих установок зависят от местной плотности темной материи. Если реальная плотность окажется хотя бы на 18% ниже, чем ожидали авторы экспериментов, ученым придется перенастроить чувствительность своих приборов.
Проверить эту гипотезу получится довольно скоро. Новые системы обзора неба скоро начнут работу и, как ожидают астрономы, найдут десятки или сотни новых межзвездных объектов. Когда ученые лучше поймут размеры и форму таких тел, они смогут точнее сказать, добавляют ли они массу нашей галактике, и верна ли наша текущая теория о темной материи.
На обложке генерация Pro Космос
Самое популярное
