Получены первые свидетельства негравитационного взаимодействия темной материи

Астрономы, работающие с данными космического телескопа "Хаббл" и наземной обсерватории VLT, впервые в истории наблюдали возможно негравитационное взаимодействие темной материи между собой.

В ходе исследования группа ученых проводила изучение процессов столкновения в четырех галактиках, которые являются частью галактического скопления Abell 3827. Исследователи определили распределение массы в сталкивающейся системе и провели дальнейшее сравнение с распределением светящегося вещества.

Темная материя невидима, но мы можем установить ее положение благодаря ее гравитационному воздействию на траекторию светового луча, исходящего из галактики, расположенной на более удаленном расстоянии. Это явление известно, как гравитационное линзирование. На фоне системы сталкивающихся галактик как раз оказалась более далекая фоновая галактика. Ее свет доходит до нашей планеты как раз через область столкновения. Совокупная масса четырех галактик сильно искажает пространство-время, и траектория светового луча от фоновой галактики искривляется.

По современным представлениям ученых, каждая галактика окружена облаком темной материи, сдерживающее влияния которой не позволяет им (в том числе и нашему Млечному Пути) разлетаться по пространству в следствии действия центробежных сил.

В процессе исследования сталкивающейся системы астрономы заметили, что одно облако темной материи, если так можно выразиться, "отстало" от своей галактики приблизительно на 5 000 световых лет. Для сравнения, чтобы преодолеть такое расстояние, автоматической межпланетной станции "Вояджер" потребовалось бы 90 миллионов лет!

На случай "отставания" теория говорит, что такое может иметь место в случае, если темная материя взаимодействует между собой за счет негравитационных сил. Модели показывают, что темная материя может замедляться за счет избыточного трения. Однако природа этого замедления неизвестна. Кроме того, раньше такого никогда и не наблюдалось на практике. Все, что сейчас можно сказать по поводу "замедления" - оно происходит не под действием гравитационных сил.

“Раньше мы думали, что темная материя просто окружает галактики и ни во что не вмешивается, проявляется только своим гравитационным притяжением. Но если бы оказалось, что во время этого столкновения темная материя тормозится, это могло бы стать первым свидетельством того, что в "темной зоне", в окружающей нас скрытой Вселенной, идут сложные физические процессы", - говорит Ричард Мэсси (Richard Massey) из Дарэмского университета, ведущий автор исследования.

Таким образом, ученые получили новые интригующие данные. Теперь им предстоит провести исследование других сталкивающихся галактик, чтобы попробовать обнаружить еще процессы "замедления" темной материи. Не обойдется и без компьютерного моделирования.

Напомним, что недавно другая группа ученых установила, что темная материя взаимодействует между собой довольно слабо. В отличие от нового, прошлое исследование было основано на изучении сталкивающихся скоплений галактик. Ученые говорят, что вполне возможно, что столкновение между галактиками в скоплении Abell 3827 продолжалось дольше, и за более длительное время слабые силы "накопились" и замедлили темную материю.

Таким образом, сложив данные с двух исследований, ученые наложили некоторые "ограничения" на возможности темной материи: "взаимодействия оказываются сильнее некоторого предела, но слабее другого".

Ричард Мэсси заключает: “Наконец, нам удалось взять темную материю в «вилку», ограничить параметры ее взаимодействий и сверху, и снизу”.