Очередное исследование темной материи — и очередной кусочек мозаики в полной картине Вселенной. Оказалось, время жизни составляющих ее частиц составляет миллиарды миллиардов лет.

Два кластера галактик в процессе столкновения. Красные линии показывают линии гравитационного поля, создаваемые и обычной, и темной материей. Замеры рентгеновского излучения показывают, что раскаленный газ активно выталкивается из области столкновения
Кластер Пули, снятый телескопом Chandra: столкновение двух гигантских кластеров галактик породила выброс энергии, возможно, самый мощный со времен Большого Взрыва
Рентгеновский орбитальный телескоп Chandra — важный источник наших знаний о темной материи

Известно, что Вселенная состоит не только из обычной материи и энергии, которая составляет звезды, планеты, пыль, газ, излучение, — но также и из довольно загадочной темной материи, которая не испускает и не поглощает излучение, недоступна прямым наблюдениям и существование которой фиксируется по косвенным признакам — влиянию на гравитационные силы. Можно сказать, она невидима, но она обладает массой и, как следствие, вступает в гравитационные взаимодействия, которые вполне можно измерить. По этим признакам ученые установили, что темная материя даже может составлять гораздо бόльшую часть нашей Вселенной, чем материя обычная. Однако сама природа темной материи остается для науки крайне сложной и увлекательной проблемой.

Недавно прошло сообщение об очередном интересном исследовании темной материи, которое провел Сайн Ример-Сёренсен (Signe Riemer-Sørensen). Он изучал область столкновения двух гигантских галактических кластеров, известную под названием Кластер Пули (объект 1E 0657−56).

Столкновение галактических кластеров совершенно непохоже на столкновение, скажем, автомобилей на дороге: при этом ни звезды, ни темная материя, входящая в их состав, в общем-то, не сталкиваются. Зато сталкиваются друг с другом огромные облака межзвездной пыли и газа, составляющие примерно 12% массы кластеров. Раскаляясь, эти облака активно излучают в рентгеновском диапазоне и становятся видимы для нашей аппаратуры — в том числе, для орбитального телескопа Chandra. Эти раскаленные облака выбрасываются во внешнее пространства на большой скорости — они, к примеру, и сформировали узнаваемую картинку, из-за которой Кластер Пули получил свое название.

Некоторые данные показывают, что основу темной материи могут составлять до сих пор неизвестные науке элементарные частицы, которые, распадаясь, испускают рентгеновские лучи. Словом, чтобы зафиксировать и изучить рентгеновское излучение, которое может исходить именно от распадающейся темной материи, ученые обращаются к тем областям пространства, в котором концентрация темной материи велика, а содержание обычного межзвездного газа, наоборот, низко. И столкновение галактических кластеров, газ из которого выбрасывается прочь, представляет собой прекрасный вариант для таких наблюдений.

Исследование Ример-Сёренсена показало, что в одном из сталкивающихся кластеров галактик темная материя составляет до 85% от его массы — однако в этой области не удалось обнаружить никаких признаков рентгеновского излучения. А это значит, что частицы, составляющие темную материю в этой области, не распадаются, и позволяет вычислить их время жизни. Результат, полученный Ример-Сёренсеном, впечатляет: частицы темной материи способны стабильно существовать дольше 3 000 000 млрд. лет! Выходит, что с момента появления Вселенной количество темной материи вряд ли намного уменьшилось.

Таинственная и, по всей видимости, чрезвычайно важная для существования нашего мироздания темная материя — предмет многочисленных исследований, о которых мы писали не раз. Ученые обнаруживают свидетельства ее присутствия в самых разных уголках Вселенной («Темная история»), а не так давно получены данные о существовании целой галактики, состоящей только из темной материи («Что есть там, где ничего нет»).

По сообщению ScienceMode