Огромное облако темной материи может скрываться рядом с нашей Солнечной системой
Похоже, рядом с нашей Солнечной системой находится гигантское облако темной материи. Ничего подобного в Млечном Пути еще не находили, но сделать это наконец позволили точные космические часы — пульсары.
Согласно нашим лучшим космологическим моделям, галактики погружены в разреженные облака темной материи — гало, внутри которых разбросаны более мелкие субгало. Однако темная материя не излучает, не поглощает и не отражает свет, поэтому обнаружить эти масштабные структуры чрезвычайно сложно.
И здесь в помощь астрофизикам приходят пульсары — быстро вращающиеся нейтронные звезды. Они вертятся с поразительной точностью, оставляя лучи света на небе, что делает их идеальными космическими часами. Наблюдая за парой таких объектов, можно по изменениям их орбит друг относительно друга измерить ускорение, вызванное присутствием поблизости массивного объекта.
Космические часы
Темная материя взаимодействует с обычной веществом посредством гравитации, поэтому если субгало темной материи находится рядом с парой пульсаров, оно должно слегка исказить их орбиты. Именно это ученые обнаружили на расстоянии чуть более 3000 световых лет от Солнечной системы; об открытии они сообщили в Physical Review Letters.
«Есть одна пара пульсаров и отдельные пульсары вокруг нее — в этой области неба что-то тянет все эти пульсары в странном направлении, которого мы не ожидали», — говорит профессор Филип Чанг из Висконсинского университета в Милуоки, один из авторов статьи.
Исследователи проанализировали степень этого гравитационного воздействия и пришли к выводу, что его источником должен быть объект массой около 60 миллионов солнц, размером в несколько сотен световых лет. Они сверили положение загадочного массивного объекта с картами звезд, газа и других объектов из обычной материи, но совпадений не нашли.
Если этот объект действительно существует — что, как подчеркивают авторы, еще не окончательно подтверждено — он обязан состоять из темной материи; и тогда это единственное субгало такого размера в нашей части Галактики.
«Локально их может быть всего один или два, но это зависит от модели темной материи, — допускает профессор Элис Куиллен из Рочестерского университета в Нью-Йорке. — Разные модели предсказывают разное распределение таких сгустков».
Это, собственно, и побудило авторов заняться поиском субгало.
Зачем это нужно
«Наша цель — нанести на карту как можно больше таких субгало по всей Галактике, и мы только начинаем это делать. Конечная же цель — понять природу темной материи», — объясняет профессор Суканья Чакрабарти из Алабамского университета в Хантсвилле, руководившая исследованием.
Однако двойные пульсары — явление относительно редкое: на сегодня известно лишь 27 таких систем, наблюдения за которыми достаточно точны, чтобы измерить их гравитационное ускорение. Отчасти именно поэтому данное субгало не было обнаружено раньше.
«Количество пульсаров конечно, поэтому мы ищем другие способы проследить это с помощью более многочисленных объектов», — говорит Чанг.
Если найдут — у нас наконец может появиться мощный инструмент для исследования, что же все-таки представляет собой темная материя.
«Джеймс Уэбб» составил самую точную карту темной материи
Загадочное свечение из центра Млечного Пути может быть темной материей: астрономы
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram