Темная материя оказалась быстрой

13 февраля 2006, 00:00

В результате серии экспериментов, проведенных учеными британского Института астрономии (Кембридж), современная космология получила первую оценочную информацию о базовых физических характеристиках таинственной темной материи.

До сих пор астрофизики могли лишь гадать о том, что представляет собой эта пресловутая космическая субстанция, непрощупываемая современными телескопами. Все, что было предположительно известно о темной материи, по сути, сводилось к следующему. Во-первых, во Вселенной ее примерно в шесть раз больше, чем "обычной" (видимой, барионной) материи, то есть на ее долю приходится около четверти общей массы космического вещества (остальные три четверти или даже 80% приписываются еще более неуловимой "темной энергии"). Во-вторых, темная материя, по-видимому, не обладает ни электрическим, ни магнитным зарядом, не вступает в физические взаимодействия с обычной материей, не имеет собственного излучения и не отражает свет.

Теперь благодаря работе группы британских астрономов под руководством профессора Джерри Гилмора темная материя наконец становится более осязаемой. Свежие результаты исследований Гилмора и его коллег были впервые официально обнародованы на специальной пресс-конференции в Лондоне 3 февраля (подробная публикация в одном из научных журналов планируется лишь к концу этого месяца).

В течение 23 ночей при помощи Сверхбольшого телескопа (Very Large Telescope) обсерватории Паранал (Атакама, Чили) команда Гилмора тщательно измеряла расстояние и скорость движения различных звезд двенадцати карликовых галактик, вращающихся вокруг нашей большой галактики -- Млечного Пути. Изучив траекторию движения этих звезд, британские астрономы смогли косвенным образом вычислить примерную концентрацию темной материи в каждой из карликовых галактик (темная материя является сдерживающей силой, не позволяющей звездам, состоящим из обычного вещества, разлетаться в разные стороны друг от друга). Как показали результаты этих расчетов, во всех двенадцати исследованных карликовых галактиках присутствует примерно одно и то же количество темной материи: около 30 млн масс нашего Солнца.

По мнению британских ученых, основная причина того, что количество темной материи в этих различных по размерам карликовых галактиках совпадает, заключается в том, что именно такой минимальный объем вещества необходим для устойчивого "кучкования" темной материи. Определив этот минимальный объем, группа Гилмора смогла далее вычислить среднюю скорость движения отдельных частиц темной материи, порядка 9 км в секунду: при большей скорости темное вещество этих галактик не смогло бы удерживаться на своем месте, а при более медленной скорости движения частиц такой мини-кластер темной материи неизбежно притянул бы к себе другие, соседние мини-кластеры.

Наконец, рассчитав среднюю скорость движения частиц темной материи, астрофизики выявили и примерную температуру этой субстанции: 10 000 градусов по Цельсию. Эти результаты стали настоящим откровением для современной космологии, поскольку наиболее популярная сегодня модель -- теория холодной темной материи -- предполагала, что ее частицы движутся со скоростью всего нескольких миллиметров в секунду.

Вплоть до недавнего времени теория холодной темной материи довольно успешно справлялась с описанием общей структуры Вселенной, однако один из ее важных производных постулатов -- существование вокруг больших галактик тысяч более мелких сателлитных галактик со сверхплотными ядрами -- так и не нашел пока подтверждения в астрономических наблюдениях. Британские создатели новой модели темной материи рассчитывают на то, что их версия окажется более успешной.