Темная материя — загадочная и захватывающая тема. Это странная концепция, и мы на самом деле не имеем представления о том, что это такое. Одно из самых веских доказательств того, что темная материя — это частица, исходит из космических столкновений. Эти столкновения в основном происходят, когда взаимодействуют скопления галактик, такие как знаменитое скопление Пуля. Гравитационное линзирование показывает, как компонент темной материи соединяется из газа и пыли в скоплении, но теперь астрономы обнаружили еще одно столкновение скоплений галактик, но оно отличается, показывая столкновение с нового ракурса.
Впервые о темной материи заговорил в 1930-х годах швейцарский астроном Фриц Цвикки, который наблюдал за скоплением Волос Вероники. Наблюдения показали, что галактики в скоплении движутся быстрее, чем можно было бы объяснить только видимой массой. Цвикки предположил существование невидимого типа материала, известного как темная материя, которая гравитационно воздействует на галактики. В 1970-х годах появилось еще больше доказательств, когда наблюдения за спиральными галактиками обнаружили, что другие регионы вращаются с той же скоростью, что и внутренние регионы. Опять же, это предполагало некую иным образом невидимую материю, которая окружает звезды в галактиках. Тем не менее, темная материя до сих пор не наблюдалась напрямую, в основном из-за ее полного отсутствия взаимодействия с обычной материей.
Скопления галактик — это одно из явлений, где темная материя, по-видимому, оказывает значительное влияние. Составляющие галактики связаны вместе под действием силы гравитации. Когда мы исследуем скопления галактик и количество материи, которая, как нам кажется, присутствует, только около 15% приходится на обычную материю. В случае галактик, это в основном состояние горячего газа, но остальное будет состоять из звезд, планет и даже людей! Оставшиеся 85% должны быть, следовательно, темной материей.
Недавние наблюдения столкновения скоплений, известных как MACS J0018.5+1626, показывают, что отдельные галактики в основном не пострадали. В скоплениях галактик расстояние между галактиками огромно, однако газовые компоненты стали турбулентными и перегретыми. Обычно такие события обнаруживаются посредством гравитационных и электромагнитных эффектов от обычной материи, но темная материя взаимодействует только посредством гравитации.
Субмилиметровая обсерватория из Калифорнийского технологического института, обсерватория Кека на Мауна-Кеа, рентгеновская обсерватория Чандра, космический телескоп Хаббл, космическая обсерватория Гершеля и обсерватория Планка были частью проекта, который наблюдал за столкновением MACS J0018.5+1626. Диссоциация или разделение темной материи и нормальной материи при таких столкновениях уже наблюдалось ранее в скоплении Пуля. В этом событии горячий газ и нормальная материя отставали от темной материи, когда скопления проходили друг через друга. MACS J0018.5+1626 — это то же самое и с похожим отставанием между нормальной и темной материей. Однако MACS J0018.5+1626 имеет немного другую ориентацию и предлагает уникальный вид на этот тип событий.
Чтобы попытаться понять этот процесс, группа исследователей использовала метод, известный как эффект кинетики-Сюняева-Зельдовича (спектральное искажение космического микроволнового фона посредством обратного комптоновского рассеяния). Однако это не первый раз, когда этот эффект наблюдался, группа астрономов обнаружила его в скоплении, известном как MACS J0717. С тех пор было проведено множество наблюдений этого эффекта, что позволило астрономам измерить скорость газа и обычной материи. Измерение скорости галактик позволило также вывести скорость темной материи.
Есть надежда, что будущие исследования откроют еще больше подсказок о природе темной материи. Наблюдения MACS J0018.5+1626 и ранее скопления Пуля дали хорошую отправную точку, но требуются более подробные данные.
Источник: Темная материя летит впереди обычной материи в столкновении мегаскоплений галактик
