Тёмная материя Abell 520 оторвалась от галактик

Столкновение галактических кластеров — событие самого большого масштаба среди тех, что происходят в современной Вселенной. Эти гигантские космические катастрофы порой сильно озадачивают науку. На этот раз удивило громадное скопление тёмной материи, возникшее в результате такого взаимодействия. Его астрономы обнаружили без труда, но откуда оно взялось — узнать не так и не смогли.

Таинственная и никогда не виданная субстанция под соответствующим названием "тёмная материя" снова серьёзно огорошила современных звездочётов.

 

 

На сей раз о новой крупномасштабной загадке тёмной материи в системе сталкивающихся галактических кластеров рассказал Андишех Махдави (Andisheh Mahdavi), астроном канадского университета Виктории (University of Victoria), и его коллеги.

Галактические кластеры представляют собой системы, состоящие из сотен галактик, объединённых силами гравитационного взаимодействия. Это самые большие структуры Вселенной, которые нередко сталкиваются между собой, выделяя гигантские величины энергии.

Согласно существующим сейчас представлениям, галактические кластеры состоят из трёх компонентов: галактик, горячего газа и таинственного "нечто", именуемого тёмной материей. Пока учёные так и не смогли зафиксировать её прямыми методами, однако она легко выдаёт себя косвенно — по гравитационным взаимодействиям.

Вверху — столкновение в Abell 520, внизу — "нормальное" столкновение в "Пуле". Здесь синим показана тёмная материя, красным — газ, а яркие точки — это галактики. По идее, всё должно происходить так, как на нижнем рисунке, однако в Abell 520 всё почему-то пошло по-другому (иллюстрация NASA/CXC/M.Weiss).

В основном они связаны с отклонениями электромагнитных лучей. Огромные скопления тёмной материи, воздействуя на свет, вызывают так называемый эффект гравитационного линзирования, выражающийся в искажении картины, которую видит наблюдатель, находящийся, например, на Земле.

Проанализировав особенности гравитационного линзирования в Abell 520 — системе из двух сталкивающихся кластеров — астрономы составили карту распределения тёмной материи и обнаружили странную картину. Оказалось, что в центре системы содержится горячий газ и тёмная материя, однако там почти не наблюдается галактик!

Это открытие сильно удивило исследователей группы Андишеха Махдави. Ведь, согласно сложившимся представлениям, тёмная материя связана именно с галактиками; а в случае столкновения кластеров газ будет "тянуться" за ней — в силу эффекта, аналогичного сопротивлению воздуха. Именно это явление учёные наблюдают в системе сталкивающихся кластеров 1E0657-56, которая известна также под названием "Пуля" — Bullet (мы как-то рассказывали об открытии чёрной материи в ней).

Впрочем, недостающие галактики обнаружились недалеко от места концентрации тёмной материи, но, как ни странно, отдельно от неё.

На этом комбинированном снимке цветами выделены области: красная — с преобладанием горячего газа, и синяя — с тёмной материей (фото с сайта NASA/CXC/UVic./A.Mahdavi et al.; CFHT/UVic./A.Mahdavi et al.).

Пока что непонятно, что стало причиной разъединения тёмной материи, которая, как предполагалось раньше, всегда сопутствует материи обычной. Раньше учёные высказывали вполне уверенные утверждения о том, что тёмная материя — это гравитационный каркас нашего мира, не дающий "разваливаться" крупным объектам вроде галактик. Эта мысль, в частности, была подтверждена трёхмерной картой тёмной материи.

Есть лишь два предположения, объясняющие эту аномалию. Согласно первому, галактики были отброшены от тёмной материи из-за специфической конфигурации гравитационного поля в том районе, сформировавшей своего рода "гравитационные рогатки". Однако конкретные точки пространства, которые могли бы спровоцировать такой эффект, пока не найдены.

	"Эти результаты подвергают сомнению наше представление о столкновении кластеров, — утверждает Андишех Махдави. — Возможно, они заставят нас пересмотреть подход к тёмной материи" (фото с сайта visav.phys.uvic.ca).

По второй гипотезе, причиной необычной ситуации может оказаться наличие неизвестного ранее свойства тёмной материи. Вероятно, эта субстанция может участвовать не только в гравитационном взаимодействии, но и ещё в каком-то другом, заставляющем её взаимодействовать с самой собой. Из-за этого-то она вся и могла собраться в гигантскую кучу, "позабыв" про галактики и оторвавшись от них.

Специалисты больше склоняются ко второй версии, но у них пока нет догадок о том, каков её механизм и почему именно Abell 520 стал упрямничать, не подчиняясь нормальной закономерности. Интересно, кстати, сравнить компьютерные модели процессов столкновения Abell 520 (файл MOV, 791 килобайт) и 1E0657-56 (файл MOV, 3,2 мегабайта) — совершенно разные вещи!

"Астрофизический журнал" (Astrophysical Journal) вскоре опубликует статью с описанием этой необычной ситуации (пока же статья доступна здесь — файл PDF, 2,63 мегабайта).

Дальнейшие наблюдения помогут узнать некоторые особенности процессов, протекающих в Abell 520. Речь идёт пока что о единственном случае такого странного поведения материи. Однако, учитывая масштаб столкновения, учёным, по-видимому, придётся радикально поменять представления о её тёмной составляющей.

Статья получена: Membrana.ru