Обнаружен далёкий звёздный поток, который может приблизить нас к пониманию загадочной тёмной материи

Впервые учёные обнаружили поток звёзд, известный как «звёздный поток шарового скопления», в галактике за пределами Млечного Пути. Это открывает новые возможности для исследования тёмной материи — одной из величайших неразгаданных загадок астрофизики.

Об открытии https://www.dtu.dk/english/news/all-news/new-discovery-could-bring-us-closer-to-understanding-the-mysterious-dark-matter-in-the-universe?id=b24fa98b-334d-4a67-8a87-08470b8b2b06&ref=19f5e8ce-ef4c-427a-9575-70d321d529f0сообщают в Датском техническом университете, передают OstanniPodii.com.

Она присутствует повсюду в нашей Вселенной: считается, что тёмная материя составляет подавляющее большинство всей материи во Вселенной. Мы знаем, что она существует, но до сих пор очень мало знаем о том, что это на самом деле. Именно поэтому её и называют «тёмной материей».

Теперь первое открытие звёздного потока шарового скопления в галактике за пределами Млечного Пути может пролить новый свет на тайну этой тёмной материи.

Такие потоки — хорошо известное явление в Млечном Пути, где их обнаружили несколько. Но это первый случай, когда за пределами нашей галактики обнаружен звездный поток, происходящий из шарового скопления. Результаты исследования были опубликованы в научном журнале «Nature».

Звёздные потоки как детекторы тёмной материи

Звёздные потоки шаровых скоплений могут использоваться как своеобразные «детекторы тёмной материи».

Эта область исследований значительно продвинулась вперёд, поскольку спутник «Гая» Европейского космического агентства (ЕКА) в сочетании с наземными телескопами позволил обнаружить гораздо больше таких звездных потоков в Млечном Пути. За последние годы благодаря новым обширным наборам данных и современным методам анализа потоки шаровых скоплений стали одним из самых перспективных инструментов для изучения галактик.

Звёздные потоки образуются, когда гравитационное притяжение галактики медленно разрывает плотное скопление звёзд, известное как шаровое скопление, растягивая его звёзды в длинный, узкий поток.

Они особенно полезны для изучения тёмной материи, поскольку обычно находятся в внешних областях галактик. Там гораздо меньше космического «мусора», такого как газ и крупные скопления звёзд, затрудняющих интерпретацию данных.

Если исследователи обнаруживают непонятный пробел или возмущение в иначе равномерном звездном потоке, одним из возможных объяснений является невидимое скопление темной материи, которое прошло сквозь поток или вблизи него. Анализируя эти точные космические следы, астрофизики могут узнать больше о массе и расположении невидимых структур, образованных тёмной материей.

Однако потоки шаровых скоплений было чрезвычайно трудно обнаружить за пределами нашей галактики, поскольку их сигналы очень слабы и могут быть заглушены шумом от других явлений. В данном случае звездный поток был обнаружен в так называемой ультрадиффузной галактике под названием UGC9050-Dw1.

«Мы наблюдали поток шарового скопления в ультрадиффузной галактике. Тот факт, что мы видим это за пределами нашей собственной галактики, Млечного Пути, делает это открытие значимым и уникальным, поскольку раньше такого еще никогда не было», — говорит первый автор Джули Кил Холм.

Таким образом, теперь у исследователей есть привычный инструмент, который можно применять к галактикам, отличным от Млечного Пути. Это позволит им проводить новые измерения за пределами нашей галактики, как для проверки того, что мы уже знаем, так и для получения новых представлений о тёмной материи.

95 процентов массы и энергии Вселенной остаются неизвестными

Подавляющее большинство вещества во Вселенной — это тёмная материя. Однако мы до сих пор не знаем, из чего она на самом деле состоит.

Если рассмотреть общую массу и энергию Вселенной, то обычная материя — от звёзд и планет до газа и пыли — составляет лишь около 5 процентов. Остальные 95 процентов остаются практически неизвестными. На тёмную материю приходится около 27 процентов, а остальные — примерно 68 процентов — это тёмная энергия, ещё одно явление, которое учёные до сих пор пытаются понять.

«Это обнаружение открывает совершенно новые возможности. Мы можем искать такие потоки шаровых скоплений в галактиках, отличных от Млечного Пути. В долгосрочной перспективе мы, возможно, также сможем измерить, сколько тёмной материи содержится в других ультрадиффузных галактиках», — говорит соавтор исследования Сара Пирсон.

Помимо самого открытия, исследователи впервые продемонстрировали, что потоки шаровых скоплений можно использовать в качестве инструмента для измерения тёмной материи в галактиках за пределами Млечного Пути. Это важно, поскольку тёмная материя играет решающую роль во Вселенной, но до сих пор остаётся очень малоизученной.

«Мы показываем, что хорошо отработанный инструмент из нашей собственной галактики можно использовать для понимания других галактик, где измерение распределения тёмной материи иначе было бы очень сложным», — говорит Джули Кил Хольм.

Большая часть современных знаний основана на наблюдениях за нашей галактикой

В ходе исследования ученые также оценили, сколько массы, а значит, и темной материи, содержит галактика UGC9050-Dw1, и как эта масса распределена.

По словам Джули Кил Холм, это открытие может помочь учёным выяснить, распространяется ли наше современное представление о тёмной материи, которое в значительной степени основано на наблюдениях Млечного Пути, также и на другие галактики.

«Наше современное понимание тёмной материи в значительной степени основано на одной-единственной галактике — нашей собственной. Имея более обширный массив данных, учёные смогут начать исследовать, действуют ли те же модели повсеместно или тёмная материя ведёт себя по-разному в зависимости от окружающей среды», — говорит она.

Благодаря новым космическим телескопам и миссиям, таким как космический телескоп НАСА «Нэнси Грейс Роман» и миссия ЕКА «Евклид», исследователи ожидают, что количество наблюдаемых потоков шаровых скоплений значительно возрастет.

«Это невероятно увлекательная и стремительно развивающаяся область исследований», — отмечает Сара Пирсон. «Она открывает перед нами совершенно новые возможности для понимания того, что такое тёмная материя, а значит, и из чего состоит большая часть материи во Вселенной».