Причина, по которой мы называем темную материю темной, не в том, что это какой-то теневой материал. Это потому, что темная материя не взаимодействует со светом. Разница тонкая, но важная. Обычная материя может быть темной, потому что поглощает свет. Поэтому, например, мы можем видеть тени молекулярных облаков на фоне рассеянных звезд Млечного Пути. Это возможно, потому что свет и материя могут соединяться. Свет — это электромагнитная волна, а атомы содержат электрически заряженные электроны и протоны, поэтому материя может излучать, поглощать и рассеивать свет. Темная материя не имеет электрического заряда. У нее нет способа соединиться со светом, поэтому, когда светлая и темная материя встречаются, они просто проходят друг через друга.
Все наши наблюдения показывают, что темная материя и свет имеют только общую гравитацию. Например, когда темная материя скапливается вокруг галактики, ее гравитационное притяжение может отклонять свет. Благодаря этому мы можем составить карту распределения темной материи во Вселенной, наблюдая, как свет гравитационно линзируется вокруг нее. Мы также знаем, что темная и обычная материя взаимодействуют гравитационно. Притяжение темной материи заставляет галактики собираться в сверхскопления. Но остается без ответа вопрос, является ли темная и обычная материя только взаимодействуют гравитационно. Если бы атом и частица темной материи пересеклись, действительно ли они просто прошли бы друг через друга?
Поскольку мы непосредственно не наблюдали частицы темной материи, мы можем только предполагать, но большинство моделей темной материи утверждают, что гравитация является единственной общей связью со светом и обычной материей. Темная и обычная материя слипаются друг с другом, но не сталкиваются и не сливаются, как межзвездные облака. Но новое исследование предполагает, что эти два делать взаимодействовать, что может раскрыть тонкие аспекты загадочных вещей.
В исследовании рассматриваются шесть ультратусклых карликовых галактик или UFD. Это галактики-спутники вблизи Млечного Пути, в которых, похоже, гораздо меньше звезд, чем можно было бы предположить по их массе. Это потому, что они в основном состоят из темной материи. Если обычная и темная материя взаимодействуют только гравитационно, то распределение звезд в этих маленьких галактиках должно подчиняться определенной закономерности. Если темная и обычная материя взаимодействуют напрямую, то это распределение будет искажено.
Чтобы проверить это, команда провела компьютерное моделирование обоих сценариев. Они обнаружили, что в невзаимодействующей модели распределение звезд должно стать более плотным в центре UFD и более размытым по краям. Во взаимодействующей модели распределение звезд должно быть более равномерным. Когда они сравнили эти модели с наблюдениями шести галактик, они обнаружили, что взаимодействующая модель подходит немного лучше.
Таким образом, кажется, что темная и обычная материя взаимодействуют способами, выходящим за пределы их гравитационного притяжения. Недостаточно данных, чтобы определить точную природу взаимодействия, но тот факт, что какое-либо взаимодействие вообще существует, является сюрпризом. Это означает, что наши традиционные модели темной материи, по крайней мере, частично неверны. Это также может указать путь к новым методам непосредственного обнаружения темной материи. Со временем мы, возможно, наконец разгадаем тайну этого темного, но не совсем невидимого материала.
Ссылка: Алмейда, Хорхе Санчес, Игнасио Трухильо и Анхель Р. Пластино. «Распределение звезд в ультратусклых карликовых галактиках предполагает отклонения от парадигмы бесстолкновительной холодной темной материи». Письма из астрофизического журнала 973.1 (2024): Л15.
