В поисках недостающей материи нашей Вселенной

Астрономы при помощи космической обсерватории XMM-Newton Европейского космического агентства изучили наполненные газом гало вокруг галактик в попытке найти «недостающую материю», которая, предположительно, могла находиться в этих гало – однако эти поиски показали отсутствие такой материи. Так где же эта недостающая материя? 

Вся материя во Вселенной находится в форме «нормальной» материи или постоянно ускользающей от наших наблюдений невидимой «темной материи», отношение между которыми составляет примерно 1 к 6 соответственно.

Однако, к своему удивлению, исследователи, изучающие близлежащие галактики в последние годы обнаружили, что галактики содержат в три раза меньше нормальной материи, по сравнению с ожидаемым, при этом наша собственная галактика Млечный путь содержит меньше половины от ожидаемого для нее количества нормальной материи.

В поисках этой недостающей нормальной материи команда исследователей под руководством Янтао Ли (Jiangtao Li) из Мичиганского университета, США, обратила внимание на область горячего газа вокруг галактики, называемую галактическим гало. Ученые решили проверить количество материи, содержащейся в этих загадочных структурах, плохо доступных наблюдениям. Наблюдения горячих сферических гало галактик ранее уже проводились, однако эти области являются настолько тусклыми, что их подробное наблюдение представляет большую проблему – рентгеновское излучение материи гало смешивается с рентгеновским фоном других источников, расположенных вокруг и позади галактики. Часто ученые наблюдают лишь небольшую часть гало, прилегающую к диску галактики, и экстраполируют полученные цифры на весь объем гало – однако это приводит к значительному снижению точности измерений.

В своей работе Янтао и его команда нашли изящное решение этой проблемы – они проанализировали шесть похожих по параметрам галактик, и «усреднили» параметры их гало, что позволило им повысить толщину доступного измерениям слоя гало в три раза. Однако проанализировав состав этого слоя, исследователи пришли к выводу, что нормальной материи в нем все равно слишком мало – примерно трех четвертей ожидаемого количества материала ученые всё же недосчитались. Объяснение этого факта согласно команде Янтао может состоять либо в том, что недостающая материя находится либо в такой газовой фазе, которая плохо доступна для наблюдений, либо в области пространства, которая недоступна для имеющихся в нашем арсенале средств наблюдения или слабо излучает в рентгеновском диапазоне.