Вчені підтвердили існування темної матерії

Більш розширені спостереження за галактиками спростували пояснення, за якими наявність темної матерії не є обов′язковим.

Про це розповідається в прес-релізі Міжнародної школи перспективних досліджень (SISSA).

Настільки ж захоплююча, як і загадкова, темна матерія є однією з найбільших загадок астрофізики і космології. Вважається, що вона складає 90% матерії у Всесвіті, але її існування було доведено лише побічно і недавно було поставлено під сумнів.

Нове дослідження, проведене SISSA, усуває недавні сумніви щодо існування темної матерії в галактиках, спростовуючи емпіричні зв′язки на підтримку альтернативних теорій. Дослідження, опубліковане в Astrophysical Journal, також пропонує нові уявлення про розуміння природи темної матерії та її взаємозв′язок зі звичайною матерією.

У галактиках існує багато явищ - від розширення Всесвіту до руху зірок - які не можна пояснити наявністю тільки баріонної матерії. Сила тяжіння, що генерується матерією, є недостатньою для пояснення спостережуваних гравітаційних ефектів. Це призвело до теорії існування невиявленої темної матерії і ідеї про те, що галактики вбудовані в її сферичне гало.

"Три роки тому кілька колег у Західному резервному університеті Кейса поставили під велике питання наше розуміння Всесвіту і глибоку роботу багатьох дослідників, ставлячи під сумнів існування темної матерії в галактиках", - пояснює Кьяра Ді Паоло, аспірант з астрофізики в SISSA. "Аналізуючи криві обертання 153 галактик, головним чином «класичного» спірального виду, вони отримали емпіричне співвідношення між загальним гравітаційним прискоренням зірок (спостережуваних) і компонентом, який ми спостерігали би при наявності тільки звичайної матерії в класичній ньютонівській теорії. Цей емпіричний взаємозв′язок, що здавався дійсним у всіх галактиках, які вони аналізували, і при будь-якому радіусі галактики, мотивував пояснення гравітаційного прискорення, без обов′язкового підняття питання щодо темної матерії, але включаючи, наприклад, теорії модифікованої гравітації, такі як Модифікована ньютонівська динаміка", - вказала вона.

Ді Паоло та її співробітники хотіли перевірити це співвідношення, проаналізувавши криві обертання галактик, відмінних від класичного спірального виду - 72 галактики з низькою поверхневою яскравістю (LSB) і 34 карликових дискових галактик. Вони дали більш розширені результати, виявивши взаємозв′язок, який, крім загального прискорення сили тяжіння і його звичайного компонента, також включає радіус і морфологію галактик.

"Ми вивчили взаємозв′язок між загальним прискоренням і його звичайним компонентом в 106 галактиках, отримавши відмінні результати від тих, що спостерігалися раніше", - пояснює Паоло Салуччі, професор астрофізики в SISSA і один з авторів дослідження. "Це не тільки демонструє неточність описаного раніше емпіричного зв′язку, але і усуває сумніви щодо існування темної матерії в галактиках", - зазначив він.

На фото: прискорення (acceleration) як функція радіусу (radius) в NGC 4455 - одній із досліджуваних галактик, авторство: Di Paolo.

Читайте ще цікаві новини про космос.