Свежая теория темной материи

Том Бродхерст (Tom Broadhurst), кафедра теоретической физики UPV/EHU, и Шандор Молнар (Sandor Molnar), Национальный тайваньский университет провели моделирование, которое объясняет столкновение между кластерами галактик. Скопления галактик являются крупнейшими объектами, существующими во Вселенной. Они объединяют с помощью гравитации сотни тысяч галактик.

В основном, галактические скопления увеличиваются в размерах, сливаясь друг с другом. Силы тяготения заставляют их в течение долгого времени медленно объединяться, несмотря на расширение Вселенной. Система "Эль-Гордо" - самое большое из известных скоплений галактик. Она является, в свою очередь, результатом столкновения между двумя большими кластерами.

Было установлено, что процесс столкновения сжимает газ внутри каждого кластера до очень высоких температур, что можно заметить в рентгеновской области спектра. В данном световом диапазоне это газовое облако предстает в форме кометы с двумя длинными хвостами, простирающимися между плотными ядрами двух скоплений галактик. Эта конфигурация позволила исследователям определить относительную скорость столкновения, которая, исходя из действующей теории темной материи, является предельной (~ 2200 км/сек) .

Сравнение данных многих галактик и рентгеновского излучения горячего газа (слева) с моделью горячего газа (справа) Фото: UPV/EHU

Такие редкие, необычные примеры кластеров, обнаруженных в момент столкновения, бросают вызов общепринятому мнению, что темная материя состоит из тяжелых частиц, еще не обнаруженных, несмотря на все усилия найти их с помощью Большого адронного коллайдера частиц (LHC) в Женеве и Большого подземного ксенонового эксперимента (LUX) - подземного детектора темной материи в США.

"Тем более важно найти новую модель, которая позволит лучше понять таинственную темную материю"
Том Бродхерст, один из авторов волновой модели темной материи, опубликованной в Nature Physics в прошлом году.

Эта новая часть исследования повлекла за собой "гидродинамическую" интерпретацию наблюдаемого газа и темной материи "Эль-Гордо" путем разработки внутренней расчетной модели, которая включает темную материю, охватывающую большую часть массы. Из-за чрезвычайно высокой температуры (100 млн. градусов Кельвина) ее можно наблюдать в рентгеновской области видимого спектра.

Бродхерсту и Молнару удалось получить уникальные расчеты этого столкновения из-за кометоподобной формы горячего газа, вычислить местоположение и массу двух ядер темной материи, которые прошли друг сквозь друга под косым углом при относительной скорости приблизительно 2200 км/с. Это означает, что полный выход энергии больше, чем у любого другого известного явления, за исключением Большого Взрыва.

Источник: iopscience.iop.org