Астрономы нашли доказательства нагрева и перемещения темной материи⁠⁠

Вывод, что темную материю можно нагревать и перемещать в пространстве, поможет установить новые ограничения на природу составляющих ее частиц.

Анализ распределения темной материи в близлежащих карликовых галактиках предоставил астрономам первое наблюдательное доказательство того, что она может «нагреваться» и мигрировать под действием интенсивного звездообразования. Выводы ученых представлены в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Мы нашли действительно замечательную связь между количеством темной материи в центрах этих крошечных структур и историей звездообразования в них. Наши результаты показывают, что темная материя является холодной, бесстолкновительной и текучей субстанцией, которая может быть кинематически «нагрета» и перемещена

– рассказывает Джастин Рид, ведущий автор исследования из Университета Суррея (Великобритания).

Карликовая галактика NGC 1052-DF2, находящаяся на расстоянии 65 миллионов световых лет от Земли. Credit: ESA/Hubble

Карликовые галактики – это небольшие слабые структуры, которые обычно вращаются вокруг их больших аналогов, подобных нашему Млечному Пути. Ученые считают, что они содержат подсказки, позволяющие лучше понять природу темной материи (невидимой субстанции, составляющей большую часть массы Вселенной), так как считается, что ее содержание в них значительно превосходит количество обычного вещества. И, согласно новому исследованию, одним из ключей к ее изучению могут являться звезды.

Во время образования звезд сильный ветер выталкивает газ и пыль из сердца галактики. В результате ее центр теряет в массе, что влияет на количество гравитации, ощущаемой оставшейся в нем темной материей. При меньшем гравитационном притяжении таинственная субстанция накапливает энергию и покидает центр. Этот эффект известен как нагрев темной материи

– пояснил Джастин Рид.

Карликовая галактика UGCA 281, содержащая два гигантских звездных скопления. Credit: NASA, ESA, and the LEGUS team

Доказательство нагрева и движения темной материи пришло из анализа ее распределения в 16 карликовых галактиках с очень разными историями звездообразования. Ученые обнаружили, что те из них, которые давно перестали формировать светила, имеют более высокую плотность темной материи в центрах по сравнению с теми, что все еще формируют звезды.

Полученные данные устанавливают новое ограничение на модель темной материи: она должна быть способна образовывать карликовые галактики, которые демонстрируют сильный разброс плотности в их центрах, и эта плотность должна соответствовать интенсивности звездообразования

– добавил Джастин Рид.

В будущем команда планирует измерить плотность темной материи в большем количестве карликовых галактик, в том числе и более тусклых, чтобы протестировать свои выводы и установить новые ограничения на модель таинственной субстанции.