Темная материя может быть не совсем «темной»

Астрономы считают, что заметили, возможно, первые потенциальные признаки взаимодействия темной материи с другой силой, отличной от гравитации. Международная группа ученых под руководством ученых Университета Дарема в Великобритании сделала открытие, используя космический телескоп Хаббл и Очень большой телескоп Европейской южной обсерватории, чтобы просмотреть одновременное столкновение четырех далеких галактик в центре галактического скопления в 1,3 миллиарда световых лет от Земли.

В статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, ученые сообщили, что скопление темной материи оказалось отстающим от галактики, которая его окружает. По словам ученых, скопление смещено от галактики на 5000 световых лет — такое расстояние космический аппарат «Вояджер» прошел бы за 90 миллионов лет.

Такое смещение объясняется столкновениями, которые происходят, если темная материя взаимодействует, даже если очень слабо, с другими силами, помимо гравитации. Компьютерное моделирование показало, что дополнительное трение от столкновений привело к замедлению темной материи, что в конечном итоге привело бы к отставанию.

Ученые считают, что все галактики существуют внутри скоплений темной материи — которая называется «темной», поскольку, как полагают, взаимодействует только с гравитацией, а значит невидима. Никто не знает, что такое темная материя, но считают, что она составляет до 85% массы Вселенной.

Без удерживающего эффекта ее дополнительной гравитации, галактики вроде нашего Млечного Пути разлетелись бы по мере вращения. В последнем исследовании ученые смогли «увидеть» скопление темной материи по искажающему эффекту, который ее масса производит на свет фоновых галактик — этот эффект называется гравитационное линзирование. Ученые также добавляют, что их выводы потенциально исключают стандартную теорию холодной темной материи, в которой темная материя взаимодействует только с гравитацией.

Ведущий автор исследования доктор Ричард Мэсси, член Royal Society Fellow из Института вычислительной космологии при Университете Дарема, говорит: «Мы привыкли считать, что темная материя находится вокруг, и ей нет ни до чего дела. Но если она замедляется в процессе столкновения, это будет первое динамическое доказательство того, что темная материя замечает мир вокруг себя. В конце концов, темная материя может быть не совсем „темной“».

Ученые отмечают, что хотя они, похоже, наблюдали смещение темной материи, необходимо проведение более подробных исследований, чтобы выявить другие потенциальные эффекты, которые могут вызывать отставание темной материи от окружающей галактики. Ученые считают, что темная материя вполне может взаимодействовать с другими силами, помимо гравитации. «Параллельная Вселенная вокруг нас становится интересней, — говорит Лилия Уильямс из Университета Миннесоты. — Этот темный сектор может содержать физику и обладать сложным поведением».

В прошлом месяце доктор Мэсси и коллеги опубликовали наблюдения, показывающие, что темная материя взаимодействовала крайне слабо в ходе 72 столкновений между галактическими скоплениями (в каждом по 1000 галактик). Последние же исследования ведутся на примере отдельных галактик. Ученые говорят, что столкновение между этими галактиками протекают дольше, чем при столкновениях галактических скоплений — что позволяет даже небольшим силам трения накапливаться со временем.