Тёмная материя сложнее, чем кажется — учёные раскрыли её внутреннюю структуру

Новая модель тёмной материи объясняет, почему галактики ведут себя по-разному.

Тёмная материя — одна из главных загадок астрономии. Её не видно, но именно она своей гравитацией удерживает галактики и определяет структуру Вселенной. Десятилетиями учёные считали, что тёмная материя состоит из одного типа медленных частиц. Но новые наблюдения показали, что эта простая модель работает не всегда.

В центрах некоторых карликовых галактик оказалось слишком мало тёмной материи. А в других случаях, наоборот, её «комки» настолько плотны, что сильно искажают свет далёких галактик — это называется гравитационным линзированием. Два явления противоречат друг другу, и стандартная модель не могла объяснить оба сразу. Специалисты обсерватории Пурпурной горы (Китайская академия наук) предложили новую модель: тёмная материя состоит не из одного, а из двух типов частиц — тяжёлых и лёгких. Они не только притягиваются, но и сталкиваются друг с другом. В результате происходит массовая сегрегация: тяжёлые частицы со временем «проваливаются» в центр галактик, а лёгкие уходят на периферию. Такое же поведение астрономы давно наблюдают в звёздных скоплениях — массивные звёзды смещаются внутрь, а лёгкие — наружу.

В карликовых галактиках эта модель даёт «плоские» ядра с низкой плотностью тёмной материи — именно так, как показывают наблюдения. А в более массивных системах часть гало становится очень компактной и создаёт плотные структуры, которые вызывают сильное гравитационное линзирование. То есть два противоречивых эффекта оказались проявлениями одной и той же физики, сообщает Hi-Tech Mail.

Авторы считают, что тёмная материя сложнее, чем предполагалось, и у неё есть внутренняя структура. Проверить это помогут будущие крупные обзоры неба и точные измерения гравитационного линзирования.