Взрывы из центра: Сверхновые акушерки
В очень молодой Вселенной вещество было распределено достаточно равномерно, но сегодня, более 13 млрд лет спустя, мироздание представляет собой нечто вроде колоссальной паутины, на нити которой нанизаны целые галактики и их скопления, а промежутки остаются практически пустыми. Чтобы объяснить этот факт, космологи используют теорию холодной темной материи — субстанции, которая не вступает с материей обычной ни в одно из взаимодействий, кроме гравитационного, и, таким образом, не проявляет себя совершенно ничем, кроме силой притяжения, с которым она воздействует на нашу обычную материю.
И все бы ничего, но у всех таких объяснений имеется одна серьезная проблема. Точный расчет, проведенный на базе этой теории, показывает, что в центрах большинства галактик должно иметься куда больше и темной материи, и звезд, нежели то их количество, которое вытекает из наблюдений. Особенно сильна эта разница между расчетами и фактами в случае карликовых галактик, самых небольших — но и самых распространенных, по крайней мере, в нашем непосредственном космическом окружении.
Лишь недавнее исследование, проведенное группой астрофизиков во главе с Фабио Говернато (Fabio Governato), кажется, предлагает, наконец, решение этой проблемы. Для этого ученым понадобилось использовать мощнейшие суперкомпьютеры и потратить в сумме почти миллион часов их рабочего времени, проведя детальное моделирование процесса формирования карликовых галактик. И эта компьютерная симуляция привела ровно к таким результатам, какие наблюдаются в небе.
По словам Фабио Говернато, проблема предыдущих работ заключалась в том, что все они использовали весьма простую модель формирования звезд внутри галактик, недостаточно учитывали их взаимное влияние. Теперь этой ошибки удалось избежать — правда, для обсчета столь сложной модели потребовалось несколько суперкомпьютеров.
Зато в результате было показано, что подавляющее большинство крупных молодых звезд довольно быстро взрывались сверхновыми. Созданный ими «ветер», потоки вещества и излучения, быстро переместили внушительные объемы материи из центра формирующейся галактики к ее окраинам. Тем самым и вещества для формирования в центре слишком большого числа новых звезд оказалось недостаточно.
Следом за этим центробежным истечением материи обычной прочь из центра потянулась и темная материя. По словам Фабио Говернато, это происходило как если бы Солнце внезапно исчезло, и через некоторое время отсутствие его гравитации привело бы к изменению орбиты Земли и постепенному ее смещению дальше в космос.
Так что, судя по всему, массовые взрывы сверхновых и являлись недостающим кусочком мозаики: появление этого фактора на ранних этапах формирования галактик вносит существенные изменения в весь ход этого процесса, и в его результат. Они приводят к снижению плотности материи в области будущего центра галактики — и к той картине, которую мы сегодня наблюдаем повсеместно.
Чуть подробней о теории холодной темной материи можно прочесть в нашей заметке «Немного света на темную материю».
По пресс-релизу University of Washington
