Астрофизики выяснили, как найти следы теплой темной материи

6 Августа 2019

МОСКВА, 6 августа. Следы существования неоригинальных видов темной материи, взаимодействующей с частицами высокой энергии, можно будет найти в так называемом лаймановском лесе – излучении, которое породили самые хорошие и древние звезды и вселенной. Об этом пишут космологи в журнале MNRAS.

Теория холодной темной материи плотного объясняет крупномасштабную структуру Вселенной, но она имеет массу тем на уровне карликовых галактик, которых в реальности заметно меньше, чем предсказывают ее выкладки. Эти проблемы, как и отсутствие видимых следов существования ее частиц, можно пройти, сделав эту субстанцию теплой, — пишут ученые.

Сегодня почти все ученые уверены в существовании темной материи, однако ее свойства, помимо ее очевидного гравитационного влияния на галактики и скопления галактик, остаются загадкой и предметом споров среди астрофизиков и космологов. Достаточно долго космологи предполагали, что она сложена из сверхтрудных и холодных частиц- вимпов, никак не проявляющих себя, кроме как притягивая видимые скопления основы.

Подобные частицы сегодня физики пытаются выкопать, используя гигантские подземные обнаружители, заполненные абсолютно чистым элементом. Ядра атомов благородного газа, как предполагали раньше ученые, должны были взаимодействовать с вимпами особым образом, что можно было обнаружить, наблюдая за вспышками света внутри сжиженного ксенона. 2 октября 2018, 11:51Астрономы открыли гигантские запасы газа в юной Вселенной

За последние два десятилетия исследователи создали около дюжины подобных детекторов со все большим объемом и массой, ни один из которых не смог зафиксировать следы взаимодействий ксенона с вимпами. Это заставляет мечтателей и практиков более внимательно относиться к альтернативным теориям, вдалбливающим природу темной материи.

Торстен Брингмэн (Thorsten Bringmann) из университета Осло (Норвегия) и его коллеги задумались о том, как будет проявлять эта загадочная субстанция в рамках одной из подобных альтернатив, теории так называемой теплой темной основы.

В целом, она мало в чем отличается от ее холодной кузины, за исключением того, что ее частицы будут взаимодействовать с другими формами основы, разогретыми до сверхвысоких температур или разогнанными до околосветовых прытей.

Эта их особенность, как предполагают сторонники этой теории, играла важную роль в первые мгновения жизни Вселенной, когда ее материя еще оставалась горячей, особым образом изменив то, как она была распределена по скоплениям галактика и пустотам между ними. Возникает вопрос, как сохранились ли следы эти процессов до наших дней и как их можно уловить.

Брингмэн и его коллеги выяснили, что их действительно можно обнаружить, если наблюдать за так нарекаемым лесом Лаймана, ультрафиолетовым излучением древнейших и крупнейших галактик мироздания. 15 августа 2018, 12:14Астрономы нашли галактическую пустыню в юной Вселенной

Его фотоны представляют собой высокоэнергетические частицы света, которые фонировал водород, находившийся в месторождениях самых ярких и горячих звезд из первых дней жизни Вселенной. Все подобные частицы сосредоточенным на узком участке ультафиолетовой стрекочи спектра, из-за чего эта область называется серией или лесом Лаймана.

Эта особенность, как зарисовывают Брингмэн и его коллеги, позволяет астрономам вычислять расстояния до самых далеких галактик и светил, а также составить карту их распределения по мирозданию, опираясь на то, как сильно сместился этот лес, а также для оценки того, как данное излучение взаимодействовало с любыми формами материи.

В подходящий моменте с теплой темной материей, по словам теоретиков, это будет проявляться в том, что спектр самого древнего лаймановского излучения сохранит в себе отпечатки так называемых темных акустических осцилляций. Так ученые называют своеобразное эхо взаимодействий частиц темной основы и скоплений видимой материи в первые мгновения жизни Вселенной, отразившиеся на том, как была распределена первая по всему мирозданию.

Следы этих колебаний, как показывают расчеты исследователей, будут почти незаметны в лаймановском излучении относительно близких к нам вселенных, но при этом они будут достаточно сильно проявлять себя в свечении самых первых светил и скоплений звезд Вселенной. 11 января 2017, 11:43Астрономы открыли гигантские световые нимбы, окружающие галактикиКаждая галактика окружена своеобразным нимбом из древнего рассеянного света, который хранит в себе миллиарды лет эволюции и эпопеи рождения и смерти первых звезд Вселенной.

В частности, оно будет слабее, чем предсказывает традиционная теория темной материи, и при этом будет иметь несколько иной спектр из-за того, что ее видимая кузина будет распределена по мирозданию менее отрегулированным образом.

Как надеются исследователи, перепись древних галактик поможет им попробовать, так ли это на самом деле, и засвидетельствовать эту теорию или сузить количество возможных кандидатов на роль самой загадочной субстанции Вселенной.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Астрофизики выяснили, как найти следы теплой темной материи

комментарии (0)

Другие интересные новости

В Самаре пройдет Международный антифашистский форум "Гитары в строю"