Новое исследование показывает, что темная материя сложнее и динамичнее, чем считалось ранее

Темная материя, загадочная субстанция, составляющая 85% материи во Вселенной, может быть более живой и динамичной, чем считалось ранее, согласно новому исследованию, проведенному учеными из Калифорнийского университета в Риверсайде. Исследование, опубликованное в журнале The Astrophysical Journal Letters, рассматривает теорию "самовзаимодействующей темной материи" (SIDM), которая предполагает, что частицы темной материи могут взаимодействовать друг с другом посредством темных сил.

Исследовательская группа под руководством профессора Хай-Бо Ю сосредоточилась на двух астрофизических загадках, которые, кажется, противоречат преобладающей теории холодной темной материи. Первая загадка связана с высокой плотностью гало из темной материи в массивной эллиптической галактике, которая была обнаружена благодаря наблюдениям сильного гравитационного линзирования. Плотность этого гало настолько высока, что вряд ли может быть объяснена теорией холодной темной материи. Вторая загадка связана с чрезвычайно низкой плотностью ореолов темной материи в ультрадиффузных галактиках, которые трудно объяснить с помощью той же теории.

Ореолы темной материи - это невидимая материя, которая окружает и пронизывает галактики или скопления галактик. Гравитационное линзирование возникает, когда свет от далеких галактик искривляется вокруг массивных объектов. Преобладающая теория холодной темной материи предполагает, что частицы темной материи не взаимодействуют друг с другом. Однако моделирование, проведенное командой, показало, что самовзаимодействие частиц темной материи в SIDM может приводить к теплообмену внутри гало, что приводит к изменению плотности в центре.

Результаты этого исследования ставят под сомнение стандартную парадигму холодной темной материи и предполагают, что SIDM может быть убедительным кандидатом на примирение двух загадок астрофизики. По словам исследователей, в настоящее время в литературе не существует других объяснений. Это открывает интригующую возможность того, что темная материя может быть более сложной и яркой, чем предполагалось ранее.

Данное исследование подчеркивает возможности использования астрофизических наблюдений и компьютерного моделирования для изучения природы темной материи. Проведя моделирование формирования космических структур с высоким разрешением, команда смогла получить представление о поведении частиц темной материи и их взаимодействии.

Будущие исследования в этой области продолжат изучать свойства и поведение темной материи, проливая свет на одну из самых больших загадок Вселенной.