Тривалі спостереження за таймінгом сигналів пульсарів дозволили накласти обмеження на кількість частинок ультралегкою темної матерії. Згідно з новими даними, ультралегкі частинки точно не можуть становити 100% темної матерії в Чумацькому Шляху.
Масивне скупчення галактик Cl 0024+17 (ZwCl 0024 + 1652), що виконує роль лінзи. Знімок у видимому світлі (зліва). Судячи з форми і позиції лінзованих далеких галактик, в скупченні-лінзі є темна матерія. Її розташування відзначено на знімку праворуч Блакитний “серпанком” / © NASA, ESA, M. J. Jee, and H. Ford (Johns Hopkins University)
Природа темної матерії – одна з головних загадок сучасної астрофізики. Багато спостережень і розрахунків вказують на існування «невидимої» речовини, яка взаємодіє з «звичайною» баріонною матерією лише гравітаційно. У їх числі – щось невидиме, яке «розкручує» зовнішні області галактичних дисків швидше покладених швидкостей, рух скупчень галактик, розрахунки по реліктовому випромінюванню, коливання щільності баріонної матерії та інші.
Оскільки темна матерія не взаємодіє з випромінюванням, астрофізики не можуть вивчати її звичними методами. Тому вони шукають альтернативні способи. Міжнаціональна група вчених European Pulsar Timing Array використовує для пошуку темної матерії мілісекундні пульсари. Вони збирають дані протягом майже чверті століття.
Спостерігаючи за таймінгом сигналів, що приходять від цих космічних «маяків», група намагається оцінити щільність ультралегких частинок темної матерії. Якщо вона існує, то повинна спотворювати час між «спалахами» пульсарів. У новій роботі вчені проаналізували вже другий набір даних спостережень від шести європейських радіотелескопів. Результати дослідження опубліковані в Physical Review Letters.
- “Джеймс Вебб” вивчив систему з 7 планет з потенційно населеними світами
- Астрономи виявили екзопланету зі стратосферою
- Дивацтва супутників Марса пояснили ударом гігантської крижаної комети
Завдяки більш тривалим і точним даним спостережень вченим вдалося визначити, що гіпотетичні ультралегкі частинки з масою від 10 у мінус 24.0степені до 10 у мінус 23,3 степені електронвольт не можуть становити всю темну матерію в околицях Чумацького Шляху.
Модель холодної темної матерії успішно пояснює багато аспектів масштабної структури Всесвіту, але не працює так добре на відстанях, менших за кілопарсек. Наприклад, згідно зі спостереженнями, щільність темної матерії всередині галактик постійна, а за моделлю — змінюється від центру до країв. Інша відома проблема – “неправильна” кількість галактик-супутників біля Чумацького Шляху.
Автори дослідження сподіваються, що подальші спостереження за поведінкою сигналів пульсарів дозволять нам ще більше дізнатися про природу темної матерії. Але вже зараз це джерело випромінювання переконливо показало, що загадку темної матерії точно не можна вирішити тільки за рахунок її гіпотетичних ультралегких частинок.