Темная материя составляет примерно 85% всей материи во Вселенной, но мы не можем увидеть ее напрямую — только по гравитационному воздействию на звезды и галактики.
Стандартная модель предполагает, что темная материя «холодная» и практически не взаимодействует сама с собой: ее частицы пролетают друг сквозь друга, как если бы их почти не существовало. Такая картина хорошо описывает крупномасштабную структуру Вселенной, но дает сбои, когда речь идет об особенно плотных, компактных скоплениях темной материи.
Группа физиков из Калифорнийского университета в Риверсайде под руководством Хай-бо Ю предложила другую гипотезу — самовзаимодействующую темную материю (SIDM). В этой модели частицы темной материи могут сталкиваться и обмениваться энергией. «Разница как между толпой людей, которые игнорируют друг друга, и толпой, где все постоянно сталкиваются, — объясняет Хай-бо Ю. — В SIDM эти столкновения могут радикально менять внутреннюю структуру гало темной материи. Взаимодействующая темная материя может становиться достаточно плотной, чтобы объяснить наблюдаемые эффекты».
Расчеты показывают, что в SIDM возможно так называемое гравотермальное сжатие: часть гало коллапсирует во все более плотное и компактное ядро. В результате формируются сгустки темной материи массой около миллиона солнечных — невидимые, но с очень сильной гравитацией.
Авторы работы показали, что такие сгустки могут объяснить сразу три разных наблюдения, которые долгое время заводили ученых в тупик. Во‑первых, сверхплотный объект в системе гравитационной линзы JVAS B1938+666, который выдает себя необычно сильным и тонким «увеличением» далеких галактик. Во‑вторых, причудливую структуру в звездном потоке GD-1 в нашей Галактике — как будто невидимый компактный объект прошел сквозь поток и «рассек» его гравитацией. В‑третьих, странное звездное скопление Fornax 6 в карликовой галактике-спутнике Млечного Пути: возможно, плотный сгусток темной материи действует в нем как невидимая гравитационная ловушка, собирая пролетающие звезды в компактный узел.
Источник: hi-tech.mail.ru