Hubble Orbiting Observatory har erhållit ovanliga fotografier av stora kluster av galaxer vars invånare "skakar" när de rör sig runt ett gemensamt masscentrum, vilket indikerar förekomsten av okända egenskaper i uppförandet av mörk materia, enligt en artikel publicerad i tidskriften MNRAS.
”Vi upptäckte att de ljusaste galaxerna i sådana kluster” skakar”och rör sig runt den punkt där den mörka materien har ackumulerats. Detta innebär att densiteten av mörk materia i mitten av klustret inte är så hög som förutses av nuvarande teorier, men mycket lägre. Allt detta tyder på att det finns någon exotisk form av mörk materia i klusternas centrala del, säger David Harvey från Federal Polytechnic School i Lausanne, Schweiz.
Under lång tid trodde forskare att universum består av den materia som vi ser och som utgör grunden för alla stjärnor, svarta hål, nebulosor, dammkluster och planeter. Men de första observationerna av stjärnhastigheten i närliggande galaxer visade att stjärnorna i deras utkanter rör sig i dem med en omöjligt hög hastighet, vilket var ungefär 10 gånger högre än beräkningar baserade på massorna av alla stjärnorna i dem visade.
Anledningen till detta, enligt forskare idag, var den så kallade mörka materien - en mystisk substans, som står för cirka 75% av massans massa i universum. Vanligtvis har varje galax cirka 8-10 gånger mer mörk materia än sin synliga kusin, och denna mörka materia håller stjärnorna på plats och hindrar dem från att spridas.
Idag är nästan alla forskare övertygade om förekomsten av mörk materia, men dess egenskaper, förutom dess uppenbara gravitationella inflytande på galaxer och galaxkluster, förblir ett mysterium och kontroversiellt bland astrofysiker och kosmologer. Under lång tid har forskare antagit att den består av superhåliga och "kalla" partiklar - "wimps" som inte manifesterar sig på något sätt, förutom att de lockar synliga kluster av materia.
Den misslyckade sökningen efter "WIMP" under de senaste två decennierna har fått många teoretiker att tro att mörk materia faktiskt kan vara "ljus och fluffig" och bestå av så kallade axioner - ultralätta partiklar som liknar neutriner i massa och egenskaper. Andra forskare föreslår i sin tur att mörk materia kan bestå av flera olika komponenter, varav en eller flera gradvis kan förfalla.
Harvey och hans kollegor hittade de första spåren av förekomsten av sådana exotiska former av mörk materia och observerade med hjälp av Hubble för tio största galaxkluster i omedelbar närhet av Vintergatan, vars massa överstiger solens cirka 100 biljoner gånger.
Forskare var intresserade av två saker - hur galaxerna fördelades över hela klustret och hur de ljusaste invånarna i dessa "stjärnfamiljer" rörde sig när nya medlemmar dykt upp i dem. För att avslöja dessa egenskaper hos kluster beräknade astronomer beteendet hos sina virtuella motsvarigheter med hjälp av superdatorer och jämförde sedan hur de riktiga fotografierna och simuleringsresultaten matchade.
Kampanjvideo:
Det visade sig att rörelsebanorna för alla stora och ljusa galaxer i dessa tio kluster inte sammanföll med vad de teoretiska beräkningarna visade - de "förlorade hela tiden" och "darrade", kretsade kring ett gemensamt masscentrum och rörde sig inte strikt i en rak linje. som teorin förutspådde.
En sådan tremor, som Harvey och hans kollegor nu tror, berodde på det faktum att det inte finns en, utan flera "kärnor" i supertäta klumpar av mörk materia i dessa kluster. Deras existens förutses inte av klassiska kosmologiska teorier som beskriver egenskaperna hos denna mystiska substans, och om upptäckten av Hubble bekräftas, kommer forskare för första gången att kunna tala om upptäckten av de första riktiga spåren av den "nya fysiken".
