За допомогою двох орбітальних телескопів астрономи вивчають властивості загадкової темної матерії, досліджуючи зіткнення галактичних скупчень, збільшених завдяки ефекту гравітаційного лінзування. Використовуючи дані від космічного телескопа Хаббл і орбітальної рентгенівської обсерваторії Chandra, астрономи виявили, що об’єкти темної матерії не мають уповільнення при зіткненні один з одним, тобто частинки темної матерії взаємодіють менше, ніж вважалося раніше. За словами дослідників, це відкриття звужує спектр гіпотез про те, чим є ця таємнича невловима субстанція.
Темна матерія – це невидима речовина, що становить значну частину маси Всесвіту. Оскільки темна матерія не відбиває, не випромінює, а також не поглинає світло, її можна виявити лише опосередковано, наприклад, шляхом вимірювання викривлення простору гравітаційним лінзуванням, при якому світло від далекого джерела посилюється і спотворюється гравітацією темної матерії.
[ads2] Щоб більше дізнатися про темну матерію і перевірити різні теорії, дослідники вивчають її аналогічно методам дослідження видимої матерії, спостерігаючи, що відбувається при її зіткненні з іншими об’єктами. У даному випадку спостерігаючими об’єктами є скупчення галактик.Для спостереження цих космічних зіткнень дослідники використовували орбітальні телескопи Хаббл і Чандра. Зокрема, Хаббл використовувався для зіставлення розподілу темної матерії і зірок після зіткнень, які відстежувалися завдяки ефекту гравітаційного лінзування. З допомогою Чандра було виявлене рентгенівське випромінювання від хмар міжзоряного газу, що стикаються між собою. Результати даних досліджень опубліковані у випуску від 27 березня журналу Science.
Скупчення галактик складаються з трьох основних компонентів: власне галактик, газових хмар і темної матерії. В процесі зіткнень навколишні галактики газові хмари врізаються одна в одну, при цьому сповільнюючись або зупиняючись. На галактики в набагато меншій мірі діє опір газу, і через величезні проміжки між зірками, вони не уповільнюють рух один одного.
“Нам відомо, як реагують на ці космічні катастрофи зірки і газ, і де вони з’являються після зіткнення. Зіставляючи, як при цьому веде себе темна матерія, можна звузити рамки наших уявлень, як це відбувається фактично”, – повідомив головний автор досліджень Девід Харві з Федеральної політехнічної школи Лозанни (EPFL) в Швейцарії.
Харві і його команда вчених досліджували 72 великих зіткнення галактичних скупчень. Зіткнення відбулися в різний час і розглядалися з різних ракурсів – деякі під кутом, а інші з лицьової сторони до спостерігачів.
Команда виявила, що, подібно галактикам, темна матерія продовжувала рухатися прямо в процесі зіткнення без суттєвого уповільнення. Це означає, що темна матерія не взаємодіє з частинками видимої речовини і має з іншими об’єктами темної матерії набагато менше взаємодії, ніж вважалося раніше. Якщо б одні об’єкти темної матерії взаємодіяли з іншими структурами темної матерії, розподіл галактик був би іншим.
“Попередні дослідження вже виявили подібне явище в скупченні Куля, – сказав член команди Річард Мессі з Даремського університету у Великобританії. – Але складно інтерпретувати те, що ви бачите, якщо у вас є тільки один приклад. Кожне зіткнення триває сотні мільйонів років, тому в нашій людського життя ми бачимо лише один стоп-кадр з єдиного ракурсу. Тепер, коли ми досліджували безліч інших зіткнень, ми можемо починати збирати воєдино всю картину і краще зрозуміти, що відбувається”.
Читайте також: Завдяки цьому відкриттю команда вчених успішно звузила набір передбачуваних властивостей темної матерії. Теоретики в галузі фізики елементарних частинок зараз володіють меншим набором невідомих, що полегшує їхню роботу при побудові моделей.
“Не зовсім зрозумілі наші очікування, що темна матерія буде взаємодіяти сама з собою, так як цей вид матерії вже йде врозріз з усім, що нам відомо, – каже Харві. – З попередніх спостережень ми з’ясували, що об’єкти темної матерії взаємодіють один з одним досить слабо”.
Темна матерія може володіти химерними і складними властивостями, і існують ще декілька інших типів взаємодій для вивчення. Ці останні результати виключили взаємодії, які створюють потужну силу тертя, що викликає уповільнення темної матерії при зіткненнях.
Команда вчених також займеться дослідженнями інших можливих взаємодій, таких як відскакування частинок темної матерії одна від одної подібно більярдним кулям, що викликає їх викид з космічних хмар при зіткненнях або зміна форми згустків темної матерії. Команда також сподівається вивчити більш поширені зіткнення з участю окремих галактик.
Натхнення: earth-chronicles.ru