Взгляните на ночное небо. Бесчисленные звезды, туманности, яркая полоса Млечного пути – это зрелище поистине завораживает. Но еще больше завораживает мысль о том, что на все это великолепие приходится не более 5% от общей массы нашей Вселенной. Куда большая ее часть состоит из невидимой для нас темной материи.
Источник: NASA
Темная материя не испускает электромагнитного излучения и не взаимодействует с ним, мы не можем провести ее прямые наблюдения. Однако ее присутствие проявляется по создаваемым ею гравитационным эффектам.
Первые свидетельства о существовании темной материи были получены еще в 1933 году астрономом Фрицем Цвикки во время наблюдений галактического скопления Волосы Вероники. Изучая движения галактик скопления, Цвикки обнаружил, что некоторые из них двигаются с необычно высокой скоростью, в то время как законы физики говорили, что массы всех видимых звезд и газа в скоплении не хватило бы, чтобы удержать галактики воедино и не дать разлететься в разные стороны. Отсюда Цвикки заключил, что в скоплении Волос Вероники может существовать какая-то невидимая материя, восполняющая недостаток гравитации. Он назвал ее “темной”, позаимствовав термин из статьи Яна Оорта.
Следующие данные о темной материи были получены в 1978 году, когда астроном Вера Рубин проводила исследования одиночных спиральных галактик. В то время ученые полагали, что звезды в галактиках ведут себя подобно планетам Солнечной системы: чем дальше от центра, тем с меньшей скоростью они вращаются по орбитам. Однако к ее большому удивлению выяснилось, что внешние звезды в галактиках движутся очень быстро, почти так же быстро, как и внутренние звезды.
У этого могло быть лишь одно объяснение: хотя видимая масса действительно сосредоточена в центре, далеко за его пределами должно находиться огромное количество другого, невидимого для нас вещества. Каждую спиральную галактику должно было окружать огромное гало темной материи, причем, чтобы оказывать достаточное гравитационное воздействие на звезды, находящиеся на окраинах галактики, темная материя должна была по массе превосходить видимую во много-много раз – по оценкам тех лет как минимум в 100 раз.
8 августа 2014 года группа астрономов из Университета Западной Австралии опубликовала в Astrophysical Journ результаты нового, намного более точного исследования скоростей звезд, находящихся на окраине Млечного пути. Согласно полученным данным, общая масса темной материи в нашей галактике равна примерно 800 миллиардам масс Солнца. Это огромная цифра, однако она в два раза меньше, чем считалось ранее. Если расчеты исследователей верны, то это означает, что космический корабль, желающий покинуть Млечный путь и отправиться к путешествие другим галактикам, должен двигаться со скоростью не менее 550 километров в секунду.
Кроме того, данное исследование позволяет ответить на давно мучавший астрофизиков вопрос: почему у Млечного пути меньше спутников, чем должно быть, согласно существующим моделям. Подставив новые данные, исследователи выяснили, что у нашей галактики может быть только три спутниковых галактики, что и наблюдается в действительности: Большое Магелланово Облако, Малое Магелланово Облако и карликовая галактика Стрельца.
Стоит отметить, что оценка массы темной материи важна не только для объяснения движения звезд и галактик, но также возможно позволит ученым в будущем ответить на один из краеугольных вопросов космологии: какая судьба ждет нашу Вселенную? Известно, что от соотношения величин темной материи и темной энергии зависит, будет ли Вселенная расширяться вечно с постоянной скоростью, что в отдаленном будущем приведет ее к тепловой смерти; или же скорость будет всё время нарастать, что в итоге закончится Большим Разрывом; или же в какой-то момент расширение замедлится и сменится сжатием.
По материалам universetoday.com, sciencealert.com.au
