Доля тёмной материи оказалась обычным газом

Вот так мог бы выглядеть полёт сквозь волокно, соединяющее галактические кластеры. Зелёным цветом показан газ, о существовании которого учёные мужи раньше только догадывались (анимация Klaus Dolag).

Тёмная материя — дело тёмное. Никто толком не знает, что это. Известно только, как она себя ведёт и где находится — да и то приблизительно. Изысканий, объясняющих эту странную штуку, — уйма. Полно и работ, доказывающих, что никакой тёмной материи в действительности нет. А теперь появилось свежее исследование, убеждающее в том, что не такая уж она и тёмная, эта самая материя.

Основная часть материи Вселенной напоминает что-то вроде сети, только трёхмерной, состоящей из громадных волокон. В её наиболее густых частях располагаются самые массивные объекты — скопления галактик.

Примерно десять лет назад некоторые астрономические исследования пришли к выводу, что для наблюдений доступна лишь половина «обычной» материи. Вторую её часть составляет крайне разреженный газ.

Согласно этой концепции, он располагается в волокнах, из которых состоит структура Вселенной. Соответственно, из-за его присутствия их масса существенно увеличивается.

Однако эта идея долгое время носила статус альтернативной теории, так как зарегистрировать такой газ было проблематично — слишком мала его плотность. Посему наука стала всё больше убеждаться в том, что за массу ненаблюдаемого вещества отвечает не обычная барионная материя (то есть в основном нейтроны и протоны), а некая другая, таинственная — «тёмная».

Комбинированный снимок Abell 222 и Abell 223 в оптическом и рентгеновском диапазонах (фото ESA/XMM-Newton/EPIC/ESO/J. Dietrich/SRON/N. Werner/MPE/A. Finoguenov).

Впрочем, у астрономов оставалась надежда на то, что этот газ довольно горячий, значит, он должен будет испускать рентгеновские лучи, а это даёт шанс на его обнаружение. И всё же беда оставалась прежней — низкая плотность, из-за которой излучение должно быть весьма слабым. К счастью — для упомянутой концепции и её последователей — нашлась группа упорных звездочётов, которые всё-таки смогли добиться успехов в поисках желанного рентгена.

За это дело взялась международная команда астрофизиков под руководством Норберта Вернера (Norbert Werner) из Нидерландского института космических исследований (Netherlands Institute for Space Research). Они решили прибегнуть к помощи орбитального рентгеновского телескопа XMM-Newton.

Участник исследования астроном Алексис Финогенов (Alexis Finoguenov) из института внеземной физики Макса Планка (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik): «Прежние открытия, предполагавшие, что часть невидимой материи состоит из разогретого газа, часто расходились друг с другом в некоторых моментах». К слову, этот учёный уже известен читателям «Мембраны» участием в исследовании гигантского протогалактического шара (фото с сайта mpe.mpg.de).

Взгляд аппарата был направлен на пару скоплений галактик — Abell 222 и Abell 223, находящихся в приличной глухомани — на расстоянии 2,3 миллиарда световых лет от Земли. Друг от друга их отделяет относительно небольшая дистанция, и имена она заинтересовала учёных.

В этом промежутке раньше ничего интересного не было замечено ни в каком из диапазонов. Но благодаря очень высокой точности XMM-Newton удалось заметить «мост» из ультраразреженного газа, соединяющий оба скопления.

Эта, на первый взгляд, малозначимая находка, по словам Вернера, имеет огромное значение для космологии. Ведь там газа не должно быть, а он есть! Значит, он может оказывать гравитационные эффекты, которые можно было бы приписать непонятной тёмной материи.

Как говорит учёный, скорее всего, обнаружить «перемычку» получилось благодаря тому, что диффузный космический газ в ней особенно сильно разогрет. Вдобавок, она расположена практически вдоль линии взгляда, поэтому на единицу угловой площади при наблюдении с Земли приходится больше излучения.

Структура Вселенной представляет собой такую «паутину». В основном в её узлах находятся скопления галактик, такие как Abell 222 и 223. Для демонстрации масштаба использована необычная единица измерения — мегапарсек, отнесённый к постоянной Хаббла (h). Напомним, парсек равен приблизительно 3,1×1013 километров; величину постоянной Хаббла учёные периодически уточняют, в настоящее время её значение равно примерно 72 километрам в секунду, делённым на мегапарсек (иллюстрация Springel et al., Virgo Consortium).

Не исключено, что открытие нанесёт заметный «урон» концепции тёмной материи. И, возможно, поспособствует лучшему пониманию эволюции макроструктуры Вселенной. Подробнее о нём можно узнать из статьи, опубликованной в журнале «Астрономия и астрофизика» (Astronomy & Astrophysics).

Правда, остаётся непонятным, следует ли распространять данные единичного и не вполне обычного наблюдения на всю Вселенную. Кроме того, учёные всё-таки не пришли к чёткому выводу, какую часть мировой материи может составлять обнаруженный газ…

Однако Норберт Шартель (Norbert Schartel), один из участников проекта XMM-Newton, назвал исследование важным прорывом в науке и сказал, что скоро надо ждать новых работ, которые будут посвящены изучению похожих участков космоса.



Лазер приблизил астрономов к недрам гигантов

29 апреля 2008

Выбросы громадных чёрных дыр нашли своего акына

25 апреля 2008

Графен помог напрямую измерить фундаментальную основу Вселенной

7 апреля 2008

Открыто новое семейство сверхпроводников

25 марта 2008

Физики придумали способ создания атомов без ядра

24 марта 2008