Ученые ищут объяснение странного звёздного потока в невидимой руке самовзаимодействующей тёмной материи
А знаете, что общего у звёзд и тёмной материи? На первый взгляд, ничего. Одни — пылающие шары света, другие — невидимая субстанция, пронизывающая Вселенную. Но именно благодаря взаимодействию этих двух, казалось бы, непохожих сущностей, учёные всё глубже проникают в тайны космоса. И вот, свежие исследования проливают свет на одну из таких загадок: необычное поведение звёздного потока GD-1.
Звёздные реки в галактическом море
Представьте себе звёздный поток как длинную, извилистую реку, состоящую из миллионов звёзд, плывущих сквозь галактическое пространство. Эти космические «реки» формируются, когда гравитация галактики разрывает на части шаровые скопления звёзд или карликовые галактики. GD-1 — один из самых изученных таких потоков в гало Млечного Пути, той самой «сфере» из тёмной материи и разреженного газа, окружающей нашу галактику. Он выделяется своей протяжённостью и тонкостью, но главное — загадочными «изъянами»: разрывом и ответвлением.
Где же тут тёмная материя?
Тёмная материя — это невидимое вещество, составляющее львиную долю массы Вселенной, и именно она управляет движением звёздных потоков. Так вот, эти разрыв и ответвление в GD-1 давно озадачивали астрономов. Привычные объекты, вроде шаровых скоплений, не могли объяснить такие странности. Что же тогда их вызвало?
Учёные из Калифорнийского университета в Риверсайде предположили, что за этими аномалиями стоит нечто более экзотическое: субгало тёмной материи, причём не обычного, а самовзаимодействующего. Позвольте объяснить.
Холодная против самовзаимодействующей: тёмная материя не так проста
Самая популярная теория о тёмной материи — это так называемая модель «холодной» тёмной материи (ХТМ). Она предполагает, что частицы тёмной материи практически не взаимодействуют друг с другом. Однако, если предположить, что частицы тёмной материи всё же могут взаимодействовать между собой посредством новой, «тёмной» силы, мы получим теорию самовзаимодействующей тёмной материи (СВТМ).
Так вот, по мнению исследователей, именно коллапсирующее субгало СВТМ, то есть маленькое скопление тёмной материи, переживающее гравитационный коллапс, могло «повредить» звёздный поток GD-1, оставив на нём характерные следы. Традиционные субгало ХТМ недостаточно плотны, чтобы вызвать такие изменения. А вот СВТМ, с её способностью к самовзаимодействию, вполне может.
Моделирование в помощь
Чтобы проверить эту гипотезу, учёные провели сложное компьютерное моделирование. С помощью N-body моделирования они сымитировали поведение коллапсирующего субгало СВТМ и его взаимодействие со звёздным потоком. Результаты показали, что именно такой сценарий может объяснить наблюдаемые особенности GD-1.
Что это значит для нас?
Открытие не только даёт объяснение странностям звёздного потока GD-1, но и открывает новые горизонты в исследовании самой тёмной материи. Теперь у нас есть еще один инструмент для изучения её свойств, и это звёздные потоки. Эти космические «нити» позволяют прощупать распределение невидимой материи и, возможно, даже выяснить природу тёмной силы.
Это еще один маленький шаг в понимании того, что же представляет собой большая часть нашей Вселенной. И, честно говоря, это довольно захватывающе. Ведь кто знает, какие ещё сюрпризы приготовила нам эта загадочная тёмная материя?