ПОСЛЕЗАВТРА
Ученые решили проверить теорию темной материи
За последние полтора года телескоп «Джеймс Уэбб» сделал удивительные снимки далеких галактик, сформировавшихся вскоре после Большого взрыва, предоставив ученым первые образы зарождающейся Вселенной. Теперь астрофизики Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA, США) решили поставить перед телескопом сложную задачу поиска крошечных и невероятно ярких галактик, появившихся на заре времен. В случае, если такие карликовые галактики найдены не будут, ученым придется кардинально пересмотреть теорию темной материи.
Причиной для поиска карликовых ярких галактик стала новая модель формирования Вселенной, разработанная в UCLA, в которой учитывается взаимодействие газа и темной материи. Согласно этой модели были образованы крошечные и невероятно яркие галактики, и процесс их формирования происходил гораздо быстрее по сравнению с классическими моделями, не учитывающими взаимодействие газа с темной материей. Данное исследование, результаты которого были опубликованы в The Astrophysical Journal Letters, получило поддержку со стороны Национального научного фонда США и НАСА.
Темной материей называют гипотетическую форму материи, не взаимодействующую с электромагнетизмом или светом. Как результат такую материю невозможно обнаружить напрямую, однако ее присутствие можно засечь из-за гравитационного воздействия на обычную материю. Считается, что все галактики имеют огромный ореол из темной материи, играющей ключевую роль в их формировании. Согласно «стандартной космологической модели» вскоре после Большого взрыва комки темной материи затягивали обычную материю в гравитационный колодец, в результате чего были образованы звезды и галактики, которые мы видим сегодня. Из-за того, что частицы т.н. холодной темной материи движутся значительно медленнее света, данный процесс формирования галактик должен был происходить постепенно. Однако в такой модели не учитывается изначальная скорость обычной материи, состоявшей из водорода и гелия, которая была настолько высокой, что потоки газа проходили сквозь сгустки темной материи.
«Действительно, в моделях, которые не учитывают влияние газовых потоков, все именно так и происходит. Газ затягивается в гравитационный колодец темной материи, образовывая сгустки и узлы настолько плотные, что становится возможным реакция термоядерного синтеза, и, таким образом, формируются звезды, подобные нашему Солнцу», — объясняет Клаир Уилльямс, ведущий автор работы.
Согласно новой модели Вселенной, высокая скорость разлетающегося газа позволила ему миновать гравитационные колодцы темной материи и таким образом не участвовать в немедленном формировании звезд. Затем, спустя миллионы лет, накопившийся газ все же возвращался в галактики, провоцируя массовое образование новых звезд. Из-за этого такие крошечные галактики должны были быть гораздо ярче обычных карликовых галактик. Следовательно, обнаружив с помощью телескопа «Джеймс Уэбб» такие сверхяркие крошечные галактики, ученые смогут подтвердить верность новой космологической модели и наше представление о темной материи.
«Обнаружение областей с маленькими, яркими галактиками в ранней Вселенной подтвердит, что мы находимся на правильном пути с моделью холодной темной материи, поскольку только скорость между двумя видами материи может создать тип галактики, который мы ищем. Если же темная материя не ведет себя как стандартная холодная темная материя, и отсутствует эффект газовых потоков, тогда эти яркие карликовые галактики не будут найдены и нам придется вернутся к чертежной доске», — считает участник исследования, астрофизик Смадар Наоз.