Тъмната материя, тази мистериозна материя, която представлява 85% от масата на Вселената, продължава да очарова и озадачава учените. Въпреки че не може да се забележи във видимата светлина, нейното влияние може да се види в ротационните криви на галактиките, ореолите на тъмната материя и гравитационните лещи, които те причиняват.
Глактическият куп "Булет" (Куршум), състоящ се от два сблъскващи се купове галактики, разположени на около 3,7 милиарда светлинни години от Земята, е от особен интерес за астрономите, търсещи тъмната материя, заради твърдението, че изследванията на гравитационните лещи предоставят убедителни доказателства за съществуването на самата тъмна материя.
При изследване на клъстера Булет, учените отбелязват, че галактиките, разположени отвъд него, изглеждат изкривени, резултат от гравитационното изкривяване на пространство-времето около клъстера. Използвайки космическия телескоп "Джеймс Уеб" (JWST), международен екип е анализирал нови данни и съществуващи изображения, за да получи нова представа за този клъстер.
Сблъсъкът, който е създал клъстера Булет, се е случил преди около 4 милиарда години, когато два клъстера, съдържащи стотици галактики, са се сблъскали със скорости над 2500 км/сек. Въпреки че галактическите купове съдържат трилиони звезди, по-голямата част от видимата им материя се състои от газ, разположен между звездните системи, наричана от астрономите междузвездна среда. По време на сблъсъка двата газови облака са изпитали сили на триене, докато са преминавали един през друг, което е довело до нагряване и забавяне на скоростта им. Тези газови облаци са видими днес като дифузни петна, които светят ярко в рентгеновия спектър.
Изображение от космическия телескоп "Джеймс Уеб" на вътрешната област на клъстера Булет. Кредит: NASA/ESA/CSA/STScI/CXC/Caltech/IPAC*
Въпреки това, галактиките в двата клъстера преминават една през друга без инциденти, тъй като разстоянието между отделните звезди е много голямо. В резултат на това двата клъстера се отделят от междузвездния газ, който носят със себе си. На изображението на "Джеймс Уеб" (показано по-горе) горещите газови облаци се виждат в розово, докато разпределението на тъмната материя е в синьо. Клъстер 1 се вижда вляво от най-левия газов облак, докато Клъстер 2 е вдясно от десния облак. Тези четири структури образуват целия клъстер Булет.
На изображението се вижда ясно и как галактиките извън клъстера изглеждат изкривени и с форма на полумесец. Странно, галактическите клъстери показват най-силен ефект на гравитационна леща, въпреки относително ниската си маса. Междувременно в двата светещи облака, където би трябвало да е концентрирана най-много маса, показват сравнително слаб ефект. Това предполага, че в тези галактики има допълнителна материя, скрита в тях, която астрономите не могат да открият.
Според съвременните теории, тъмната материя взаимодейства с нормалната материя само чрез гравитацията, а не чрез другите фундаментални сили (електромагнетизъм, слаби и силни ядрени взаимодействия). Поради това, тя не се забавя от триене и не би била отделена от галактическите клъстери. Данните подкрепят и друга интерпретация: Модифицирана Нютонова динамика (MOND), космологичният модел, който напълно елиминира тъмната материя. До ден днешен MOND се смята за нещо като периферна теория, защото не може да обясни явления като клъстера Булет.
"В нашето проучване обаче показваме, че напротив, клъстерът Булет всъщност е особено съвместим със сценария MOND", заявява изследователят на HISKP Дун Джан (Dong Zhang), водещ автор, извършил голяма част от изчисленията. "Ако масивните звезди в крайна сметка изгорят, те се превръщат в неутронни звезди или черни дупки. Подобно на тъмната материя, и те са невидими и могат да бъдат открити само от огромните гравитационни сили, които упражняват."
Художествено изображение на "галактики-призраци" в ореола на тъмната материя на Млечния път. Кредит: NASA, ESA, and T. Brown and J. Tumlinson (STScI)
"Това наблюдение досега се смяташе за доказателство за съществуването на тъмна материя. Останките от масивни звезди поемат ролята на тъмна материя до известна степен в сценария MOND. Дори в стандартния модел, който приема съществуването на тъмна материя, постулираното ѝ количество би трябвало да бъде значително намалено – с около половината", заключва професор Павел Крупа (Pavel Kroupa) от HISKP, съавтор на изследването.
Освен това, новите данни от "Джеймс Уеб" позволяват по-точни изчисления на броя на звездите и тежките елементи в двата клъстера. Съавторът д-р Индранил Баник (Indranil Banik) от Института по космология и гравитация към Университета в Портсмут показва, че новоизчисленият брой звезди и други обекти може да обясни наблюдавания ефект на гравитационна леща.
Тези нови данни и прозрения за клъстера Булет хвърлят съмнение върху ключово доказателство за тъмната материя и правят по-убедителни аргументи за MOND.
Справка: Dong Zhang et. al.: Baryonic mass budgets in the central regions of the Bullet Cluster and their consistency with strong lensing in MOND; Physical Review D; DOI: https://doi.org/10.1103/6zrp-q7c4 , arXiv: https://arxiv.org/abs/2606.19454
Източник: A New Study into Dark Matter in the Bullet Cluster Could Disprove its Existence, Universe Today
Още по темата
Физика
Силите, които оформят начина, по който гравитацията работи във Вселената
Космос
Квадратичната теория на гравитацията: Нова теория пренаписва квантовия поглед върху Големия взрив
Космос
Слаб сигнал от тъмните векове на Вселената може да разкрие тъмната материя
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари
Прост Човек
Колко бързо става квантовото вплитане? Учени го изследват в атосекунден мащаб
Прост Човек
Последната теорема на Стивън Хокинг преобръща времето и причинността
Прост Човек
Разрязването на фотон на две създава безкраен рояк от частици
zlatkov
Учени сканират 74 милиона радиосигнала от междузвезден обект за признаци на извънземни технологии