Темна матерія — таємнича субстанція, що становить близько 85 % маси Всесвіту, залишається невидимою. Її не бачать телескопи, адже вона практично не взаємодіє зі світлом. Проте її гравітаційний вплив помітний всюди: саме вона формує галактики, згинаючи простір-час. Полювання на цю темну складову космосу — одне з найскладніших завдань сучасної астрофізики.
Але тепер астрономи пропонують революційний метод пошуку, що кидає виклик усталеним уявленням про повну «невидимість» темної матерії. Дослідження, опубліковане в журналі Physical Review Letters, висуває гіпотезу: скупчення темної матерії можуть діяти як космічні «абажури», приглушуючи світло зір позаду них. Цей ефект, хоча й дуже слабкий, можливо виявити сучасними телескопами.
«Здається, що темна матерія не взаємодіє зі світлом, через що вона повністю прозора. Але насправді взаємодія є, хоч і може бути дуже слабкою. Якщо темна матерія утворює великі скупчення, відомі як MACHO, ефект її слабкої взаємодії зі світлом може блокувати частину випромінення, що проходить крізь хмару. Це схоже на те, як абажур затримує частину світла лампи», — пояснює Мелісса Даймонд із Квінзького університету (Канада).
MACHO чи WIMP
Природа темної матерії залишається головною загадкою космології. Найпопулярніша теорія — це слабковзаємодійні масивні частинки (WIMP), які досі не вдалося виявити. Нова робота зосереджена на альтернативному кандидаті — масивних астрофізичних компактних об’єктах гало (MACHO). На відміну від екзотичних WIMP, MACHO, гіпотетично, можуть складатися зі звичайної, але дуже щільної матерії: нейтронних зір, чорних дір або дуже тьмяних світил. Їхня тьмяність пояснюється відсутністю випромінювання, особливо якщо вони ізольовані на краях галактик. Важливо, що темна матерія може бути сумішшю різних компонентів, включаючи як MACHO, так і WIMP.
Раніше MACHO намагалися виявити через гравітаційне мікролінзування — явище, коли гравітація масивного об’єкта викривляє і посилює світло зорі позаду нього. Однак цей метод має обмеження: якщо об’єкт недостатньо масивний або його речовина занадто розріджена, ефект лінзування буде занадто слабким для виявлення.
«Ось тут ефект «абажура» стає ключовим. Перевага цієї техніки в тому, що вона працює для об’єктів темної матерії, які важко або неможливо знайти іншими доступними методами», — каже Даймонд.
Пошуки темної матерії
Найважливіше — почати пошуки можна вже зараз. Для цього не потрібні нові телескопи. Астрономи можуть аналізувати величезні масиви даних, вже зібрані проєктами на кшталт Експерименту з оптичного гравітаційного лінзування (OGLE).
«Ця техніка дозволяє по-новому використовувати існуючі дані та шукати нові типи MACHO, недоступні для класичних досліджень мікролінзування», — підкреслює Даймонд. Полювання на «темні абажури» відкриває нове вікно у дослідженні найтаємничішої речовини Всесвіту.
Раніше ми повідомляли про те, як астероїд Бенну спростував існування п’ятої фундаментальної сили природи.
За матеріалами Space
