В далекой галактике обнаружено темное гало, противоречащее стандартной модели
Необычно плотная галактика может стать первым убедительным доказательством существования нетрадиционной формы «липкой» темной материи, отличающейся от общепринятых представлений об этой загадочной космической субстанции.
В стандартной модели космологии так называемая холодная темная материя взаимодействует с остальной Вселенной только через гравитацию, что заставляет ее собираться в невидимые рыхлые облака вокруг галактик. Их можно обнаружить только по косвенным признакам — гравитационному линзированию света от других галактик на пути к Земле.
Однако некоторые из этих темных гало плотнее — словно их формирование обусловлено не только гравитацией. Одно из возможных объяснений — гипотеза «липкой» темной материи, согласно которой она способна взаимодействовать сама с собой.
Некоторые свидетельства существования такой «липкой» или самовзаимодействующей темной материи уже находили, но было сложно точно определить ее расположение в галактике, чтобы полностью соответствовать предсказаниям.
Ученые Портсмутского университета обнаружили темное гало в галактике SDSS J0946+1006, которое может изменить эту картину. Оно необычно плотное и расположено точно в центре галактики — как и предсказывали модели.
«Профиль плотности темной материи соответствует некоторым из этих моделей самовзаимодействующей темной материи», — говорит профессор астрофизики Томас Коллетт.
На самом деле SDSS J0946+1006 — не одна, а три галактики, расположенные практически друг за другом на расстоянии 3, 6 и 11 миллиардов световых лет. Это превращает их в уникальную гравитационную линзу, что позволило астрономам рассчитать распределение темной материи, применив статистическую модель к данным космического телескопа «Хаббл».
Результатами исследователи поделились на страницах Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Они обнаружили, что темное гало почти наверняка находится в центре галактики, а также рассчитали гравитационное распределение обычной и темной материи, которое соответствует моделям самовзаимодействующей темной материи.
«Способы обнаружения темной материи крайне ограничены, поскольку она не излучает свет. Но гравитационное линзирование дает нам прекрасный и точный метод изучения массы», — объясняет Коллетт.
«Поразительно! Если оценки плотности верны, стандартная холодная темная материя не может это объяснить», — восхищен Эндрю Робертсон из Научного центра Карнеги в Пенсильвании. Однако, хотя самовзаимодействующая темная материя — правдоподобное объяснение, пока рано делать однозначные выводы, подчеркнул он.
«Невероятно интересно. Сейчас обнаружено несколько таких сгустков темной материи, и все они кажутся более плотными, чем ожидалось. Возможно, это эффект выборки — самые компактные просто легче заметить. Но также это могут быть первые намеки на то, что темная материя способна на большее, чем просто гравитация», — добавил профессор Ричард Мэсси из Даремского университета.