Якщо і є щось, що фізики думали, що вони знають про темну матерію, так це те, що, оскільки вона не випромінює жодного типу електромагнітного випромінювання, її частинки не можуть взаємодіяти з частинками звичайної матерії, яка формує планети, зірки та галактики, крім як через тяжіння.
Але нове дослідження, проведене вченими з Вищої міжнародної школи перспективних досліджень (SISSA), в Італії, вперше виявило докази прямої взаємодії між двома типами матерії.
У нещодавній статті, опублікованій в «Astronomy & Astrophysics», дослідники припускають, що в центрі спіральних галактик існує величезна наукова область, що складається в основному з частинок темної матерії в
з якими ці частинки взаємодіють із частинками звичайної матерії. Щось, що вступило в прямий конфлікт з домінуючими теоріями.
У дослідженні, яке проводили Гаурі Шарма і Паоло Салуччі з SISSA і Глен Ван дер Вев з Віденського університету, дослідники вивчили велику кількість галактик, від найближчих до наших галактик, розташованих понад 7.000 мільярдів років. дистанційне світло.
За словами авторів, це нове дослідження є великим кроком вперед у нашому розумінні темної матерії, невловимої речовини, яку фізики безуспішно шукали протягом десятиліть. Оскільки вона не випромінює випромінювання, темну матерію неможливо виявити безпосередньо за допомогою телескопів. Але вчені знають, що він там через гравітаційний вплив, який він має на звичайну матерію, який ми можемо побачити. У чотири рази більший, ніж матеріал, який утворив зірки і галактики, темний матеріал вважається «скелетом» Всесвіту. Без нього не могли б існувати галактики та великі структури, які ми спостерігаємо.
«Його домінантна присутність у всіх галактиках, - пояснює Гаурі Шарма, - виникає через те, що зірки та водень рухаються так, ніби ними керує невидимий елемент». І дотепер спроби спостерігати за цим «елементом» були зосереджені на найближчих галактиках.
Порівняйте стародавні галактики
«Однак, продовжує дослідник, у цьому дослідженні ми вперше намагаємося спостерігати та визначити розподіл мас спіральних галактик з такою ж морфологією, що й найближчі, але набагато далі, до 7.000 мільйонів. світлових років
Паоло Салуччі, зі свого боку, додає, що «вивчаючи рух зірок приблизно в 300 віддалених галактиках, ми виявили, що ці об’єкти також мають ореол матерії і що, починаючи з центру галактики, це гало дійсно має темний область, в якій його щільність є постійною. До речі, особливість, яку він уже спостерігав у тверезих дослідженнях найближчих галактик, деякі з яких також були роботою SISSA.
Все більше і більше
Нове дослідження показало, що ця центральна область мала щось абсолютно несподіване і непередбачене в так званій «стандартній моделі космології». За Шарма, «в результаті контрасту між властивостями близьких і далеких спіральних галактик, тобто між нинішніми галактиками та їх
предки сім тисяч років тому, ми могли бачити, що наша єдина незрозуміла область з постійною щільністю темної матерії існує, але також, що її розміри з часом збільшуються, ніби ці регіони підлягають процесу розширення і розведення». Щось дуже важко пояснити, якщо, як передбачає поточна теорія, немає взаємодії між частинками темної матерії та частинками звичайної матерії.
«У нашому дослідженні, – додає Шарма, – ми пропонуємо докази взаємодії між темною матерією та звичайною матерією, яка з часом повільно створює область постійної щільності від центру галактики назовні». Але є більше.
«Дивно, — пояснює Салуччі, — цей регіон із постійною щільністю з часом розширюється. Це дуже повільний, але невблаганний процес. Найпростіше пояснення полягає в тому, що на початку, коли галактика формується, розподіл темної матерії в сферичному гало відповідає прогнозу теорії з піком щільності в центрі. Згодом утворився галактичний диск, що характеризує спіральні галактики, оточений ореолом частинок надзвичайно щільного темного матеріалу. З часом ефект взаємодії, який ми пропонуємо, означає, що ці частинки були захоплені зірками або викинуті до зовнішніх областей галактики пропорційно з часом і, нарешті, досягли частинок галактичного зоряного диска, як ми описуємо в статті».
«Результати дослідження, – підсумовує Шарма, – викликають важливі питання для альтернативних сценаріїв, які описують частинки темної матерії (крім лямбда-CDM, домінуючої теорії), таких як гаряча темна матерія, інтерактивна темна матерія та надлегка темна матерія».
За словами дослідників, властивості дуже віддалених у просторі та часі галактик «пропонують космологам справжні ворота, щоб нарешті почути таємниці темної матерії».
