Observationer av de äldsta stjärnorna i galaxen har hjälpt astrofysiker att ta reda på att rörelseshastigheten för mörk materia i närheten av jorden och solen är oväntat låg, vilket kommer att göra det svårt att hitta den i framtiden, enligt en artikel publicerad i tidskriften Physical Review Letters.
”När en partikel av mörk energi kolliderar med kärnan i en atom av” vanlig”materia, liknar deras kollisionsprocess vad som händer när två biljardbollar träffar varandra. Konsekvenserna av denna "olycka" beror på två parametrar - partiklarnas massa och rörelsens hastighet. Med andra ord, ju snabbare mörk materia rör sig, desto mer märkbar blir dess spår, säger Mariangela Lisanti från Princeton University (USA).
Under lång tid trodde forskare att universum består av synlig materia, som utgör grunden för stjärnor, svarta hål, nebulosor, dammkluster och planeter. Men de första observationerna av stjärnornas hastighet i galaxerna närmast oss visade att stjärnorna i utkanten rör sig med en omöjligt hög hastighet - ungefär 10 gånger högre än beräkningar baserade på massorna av alla stjärnor visade.
Anledningen till detta, enligt forskare, var den så kallade mörka materien - en mystisk substans, som står för cirka 75% av massan av all materia i universum. Vanligtvis innehåller varje galax ungefär 8-10 gånger mer mörk materia än vad som är synligt, och denna mörka materia håller stjärnorna på plats och hindrar dem från att "spridas".
Under de senaste åren, tack vare Hubbles bilder av några relativt dåligt studerade galaxer, har forskare börjat märka att många små och dvärggalaxer beter sig helt annorlunda än vad teorierna förutsäger, med hänsyn till förekomsten av detta mystiska ämne.
Ytterligare problem, som noterats av Lisanti, skapas av det faktum att astronomer och kosmologer idag inte vet hur snabbt mörk materia rör sig i vår galax och i sina närmaste grannar, vilket avsevärt komplicerar arbetet med "direkta" mörka materiens detektorer som försöker fånga spår av dess kollision med atomer av xenon-137 och andra sällsynta ädelgaser.
Hennes team hittade ett sätt att lösa detta problem genom att uppmärksamma ett intressant fakta från livshistorien för de äldsta stjärnorna i Vintergatan. Dessa armaturer, som astronomer konstaterar, föddes för ungefär 10-12 miljarder år sedan, vid en tidpunkt då vår galax precis började bildas och aktivt absorberade de närliggande dvärggalaxerna.
Vid den tiden, enligt forskarna, hade den så kallade gloria - en "munk" av mörk materia som omger Vintergatan och andra stjärnmetropoler ännu inte bildats, eftersom nya reserver av detta mystiska ämne ständigt flödade in i galaxen, åtföljd av gasmoln och nyfödda stjärnor.
Kampanjvideo:
Av den anledningen måste de äldre armaturerna som bor idag i utkanten i genomsnitt röra sig i samma hastighet som mörk materia kretsar kring centrum av Vintergatan, som kan användas för att beräkna denna parameter utan att ha någon aning om de andra egenskaperna hos detta mystiska ämne.
Guidad av denna idé försökte forskare beräkna hastigheten för mörk materia i närheten av jorden med hjälp av en karta över natthimlen utarbetad av SDSS-projektet och en datormodell av Galaxy.
Dessa mätningar visade oväntat att moln av mörk materia som ligger nära solsystemet borde röra sig märkbart långsammare än teorin förutspår. Sådana avvikelser, som Lisanti och hennes kollegor konstaterar, tyder på allvarliga luckor i teorin som i hög grad kan hindra fysiker i deras sökning efter spår av detta svårfångade ämne.
