Холодная темная материя и ее локализация

Вопреки предшествующим наблюдениям отдельных скоплений, исследование показывает, что теория «холодной» ТМ правильно предсказывает её распределение в пространстве. Астрофизик Нобухиро Окабе (Nobuhiro Okabe), представляющий Тайваньскую академию наук, проследил вместе с коллегами за распределением тёмной материи (ТМ) в галактических скоплениях и теперь уверен, что полученные им результаты совместимы с теорией «холодной» тёмной материи.

«Галактическое скопление — это как огромный город, который вы видите сверху ночью, — поясняет один из соавторов работы Грэм Смит (Graham Smith) из Бирмингемского университета (Великобритания). — Всякий яркий городской огонь — как галактика, а тёмные прогалины кажутся пустыми, но в действительности они полны тёмной материи. ТМ в галактике можно представить себе как инфраструктуру, внутри которой живёт галактика».

Наблюдая за распределением ТМ по гравитационному линзированию, которое её скопления вызывают своей огромной массой, учёные выяснили, что в таком «городе» плотность ТМ указывает на правоту теории «холодной» тёмной материи.

Используя для отслеживания пятидесяти галактических скоплений одну из камер телескопа «Субару», астрономы наблюдали, как ТМ этих скоплений искривляла свет от далёких фоновых галактик.

С точки зрения этой теории, распределение ТМ в скоплении описывается массой последнего и так называемым параметром концентрации. Параметр концентрации для ТМ там должен быть ниже, чем в отдельных галактиках, с их высокой плотностью. Связано это с тем, что «холодные» ТМ-частицы взаимодействуют с другими лишь с помощью гравитации. Поэтому, например, в центре Млечного Пути из-за большого количества материи ТМ будет собираться интенсивнее, чем в галактическом скоплении, где плотность материи в целом меньше.

Обнаружив, что именно такова ситуация в исследованной полусотне галактических скоплений, учёные решили старую головоломку: более ранние исследования одиночных галактических скоплений показывали, что параметр концентрации там иной, а плотность от ядра к периферии убывает быстрее предсказанного теорией «холодной» ТМ. Как отмечают авторы, исследовав сразу много скоплений, они получили статистически более достоверную картину, которая говорит в пользу этой теории.

Отчёт об исследовании опубликован в Astrophysical Journal Letters, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Бирмингемского университета.

Александр Березин

Источник Компьюлента

Tags: Dark matter, гравитационное линзирование, гравитация, скопление галактик, темная материя