Кредит: Скотт Лорд из Pexels
Причина, по которой мы называем темную материю темной, заключается не в том, что это некая теневая материя. А в том, что темная материя не взаимодействует со светом. Разница тонкая, но важная. Обычная материя может быть темной, потому что она поглощает свет. Вот почему, например, мы можем видеть тень молекулярных облаков на фоне рассеянных звезд Млечного Пути. Это возможно, потому что свет и материя имеют способ соединяться.
Свет — это электромагнитная волна, а атомы содержат электрически заряженные электроны и протоны, поэтому материя может излучать, поглощать и рассеивать свет. Темная материя не имеет электрического заряда. У нее нет возможности связаться со светом, и поэтому, когда свет и темная материя встречаются, они просто проходят друг сквозь друга.
Все наши наблюдения показывают, что темная материя и свет имеют только общую гравитацию. Например, когда темная материя скапливается вокруг галактики, ее гравитационное притяжение может отклонять свет. Благодаря этому мы можем составить карту распределения темной материи во Вселенной, наблюдая, как свет гравитационно линзируется вокруг нее.
Мы также знаем, что темная и обычная материя взаимодействуют гравитационно. Тяга темной материи заставляет галактики собираться в сверхскопления. Но вопрос без ответа заключается в том, взаимодействуют ли темная и обычная материя только гравитационно. Если бы атом и частица темной материи пересеклись, они бы действительно просто прошли друг сквозь друга?
Поскольку мы не наблюдали частицы темной материи напрямую, мы можем только предполагать, но большинство моделей темной материи утверждают, что гравитация является единственной общей связью со светом и обычной материей. Темная и обычная материя скапливаются вокруг друг друга, но они не сталкиваются и не сливаются, как межзвездные облака. Но новое исследование предполагает, что они взаимодействуют, что может раскрыть тонкие аспекты таинственного вещества.
Исследование рассматривает шесть сверхслабых карликовых галактик, или UFD. Это галактики-спутники около Млечного Пути, которые, по-видимому, имеют гораздо меньше звезд, чем можно было бы предположить по их массе. Это потому, что они в основном состоят из темной материи. Результаты опубликованы в The Astrophysical Journal Letters.
Если обычная и темная материя взаимодействуют только гравитационно, то распределение звезд в этих маленьких галактиках должно следовать определенному шаблону. Если темная и обычная материя взаимодействуют напрямую, то это распределение будет перекошено.
Чтобы проверить это, команда провела компьютерное моделирование обоих сценариев. Они обнаружили, что в невзаимодействующей модели распределение звезд должно стать более плотным в центре UFD и более рассеянным на краях. Во взаимодействующей модели распределение звезд должно быть более равномерным. Когда они сравнили эти модели с наблюдениями шести галактик, они обнаружили, что взаимодействующая модель была немного лучше.
Таким образом, похоже, темная и обычная материя взаимодействуют способами, выходящими за рамки их гравитационных тягот. Недостаточно данных, чтобы точно определить природу взаимодействия, но тот факт, что вообще есть какое-либо взаимодействие, является сюрпризом. Это означает, что наши традиционные модели темной материи по крайней мере частично неверны.
Это также может указать путь к новым методам непосредственного обнаружения темной материи. Со временем мы, наконец, сможем разгадать тайну этого темного, но не полностью невидимого материала.
Дополнительная информация: Хорхе Санчес Алмейда и др., The Stellar Distribution in Ultrafaint Dwarf Galaxies Suggests Deviations from the Collisionless Cold Dark Matter Paradigm, The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI: 10.3847/2041-8213/ad66bc
Информация о журнале: Astrophysical Journal Letters
Предоставлено Universe Today
