Звезды указали на ураган из темной материи

Рядом с Солнечной системой может проходить особый поток звезд, с которым должно быть связано движение темной материи на больших скоростях. Астрономы делают такой выводя на основе анализа движения звезд в окрестностях Солнца и надеются зафиксировать слабовзаимодействующие массивные частицы (Weakly Interacting Massive Particle, WIMP, вимпы) — гипотетические частицы, которые ученые считают основным компонентом холодной темной материи. Результаты работы опубликованы в журнале Physical Review D.

Темная материя — это гипотетическая форма вещества, которое не испускает электромагнитного излучения и не взаимодействует с ним напрямую. С ее помощью астрофизики объясняют несоответствия в современных космологических теориях. Одно из таких несоответствий — различие массы видимого вещества, то есть звезд и газа, и полной массы галактик, которую ученые определяют по их гравитации. Большинство астрофизиков полагают, что это можно объяснить тем, что в каждой звездной системе существуют не взаимодействующие со светом частицы. Сейчас уже существует несколько детекторов частиц темной материи, но они пока не смогли обнаружить свидетельств ее существования.

В новой работе астрофизики моделируют движение недавно обнаруженного потока звезд S1 в окрестностях Солнца. Звезды этого потока коллективно движутся против вращения диска Галактики. Считается, что это движение связано с карликовой галактикой, которую Млечный Путь поглотил миллиарды лет назад. В таком случае с потоком S1 должен быть ассоциирован соответствующий поток темной материи. Авторы оценивают его скорость в 500 километров в секунду и называют ураганом из темной материи.

Астрофизики рассматривают несколько возможных моделей темной материи, в том числе вимпы и аксионы. Эти гипотетические частицы предсказывают разную плотность и распределение темной материи в урагане. Согласно результатам, современные детекторы вимпов не заметят эффекта потока, но установки следующего поколения могут это сделать. Лучше дела обстоят в случае аксионов, так как ураган в этом случае приведет к появлению особенностей в энергетическом спектре, которые нельзя будет спутать с другими эффектами, несмотря на то, что по оценкам в ураган вовлечены менее 10% окружающей нас темной материи.