Огромное облако темной материи может скрываться рядом с Солнечной системой

Фото из открытых источников

Похоже, рядом с нашей Солнечной системой находится огромное облако темной материи. Раньше астрономы никогда не находили подобных облаков в Млечном Пути, но точные космические часы, называемые пульсарами, наконец-то сделали это возможным.

Космологические модели предполагают, что галактики погружены в разреженные облака темной материи, называемые гало, с расположенными по всей их структуре более мелкими субгало. Но темная материя не излучает, не поглощает и не отражает свет, поэтому гало, и особенно субгало, чрезвычайно трудно обнаружить.

Чтобы обнаружить это облако, Суканья Чакрабарти из Университета Алабамы в Хантсвилле с коллегами использовали пары быстро вращающихся нейтронных звезд, называемых пульсарами. Пульсары вращаются с поразительно регулярной скоростью, оставляя за собой лучи света на небе, что делает их важнейшими космическими часами. Имея пару пульсаров, мы можем использовать изменения их орбит друг вокруг друга для измерения ускорения, которое происходит, когда рядом находится массивный объект.

Тёмная материя взаимодействует с обычной материей посредством гравитации, поэтому, если субгало тёмной материи находится рядом с парой пульсаров, оно должно слегка растягивать их орбиты. Именно это и обнаружили Чакрабарти и её коллеги на расстоянии чуть более 3000 световых лет от нашей Солнечной системы. «Есть одна пара пульсаров и отдельные пульсары вокруг неё — в этой части неба есть нечто, что притягивает все эти пульсары в этом странном направлении, которого мы не ожидали», — говорит член команды Филип Чанг из Университета Висконсина в Милуоки.

Исследователи проанализировали силу притяжения и обнаружили, что оно должно исходить от объекта, масса которого примерно в 60 миллионов раз превышает массу Солнца, и который имеет диаметр в несколько сотен световых лет. Они сравнили местоположение таинственного массивного объекта с картами звёзд, газа и других объектов, состоящих из обычной материи, не найдя совпадений. Если этот объект действительно существует, что, по словам исследователей, ещё окончательно не подтверждено, то это должна быть тёмная материя.

Если это так, то это может быть единственное субгало такого размера в нашем уголке галактики. «Возможно, локально их всего одно или два, но это зависит от модели темной материи», — говорит Элис Квиллен из Университета Рочестера в Нью-Йорке. «Разные модели предсказывают различное распределение этих скоплений».

Именно это и подтолкнуло Чакрабарти к поиску субгало. «Наша цель — составить карту как можно большего количества таких субгало по всей галактике, и мы только начали это делать. Затем конечная цель — понять природу темной материи», — говорит она.

Однако двойные системы пульсаров относительно редки: существует всего 27, для которых у нас есть достаточно точные наблюдения, чтобы измерить их ускорение из-за гравитации, и это одна из причин, почему это субгало не было обнаружено раньше. «Количество пульсаров конечно, поэтому мы пытаемся найти другие способы отслеживания этого явления с помощью более многочисленных объектов», — говорит Чанг. Если им это удастся, у нас, наконец, может появиться важнейший инструмент для исследования того, что на самом деле представляет собой темная материя.