Частицы темной материи все-таки не взаимодействуют друг с другом

Гипотезу о темной материи, форме вещества Вселенной, которую невозможно наблюдать известными методами, предложили в начале XX века для объяснения поведения небесных тел, которое не удавалось объяснить на основе данных о наблюдаемых объектах. Долгое время считалось, что эта материя неизвестной природы составляет до четверти массы галактик и объясняет их быстрое вращение. 

Три года назад, основываясь на косвенных данных, ученые предположили, что частиц темной материи взаимодействуют сами с собой, и это взаимодействие — не гравитационное. Это был почти единственный за почти сто лет вывод, который сделали о собственных свойствах темной материи — и теперь от него приходится отказаться.

Тогда, в 2015 году астрофизики с помощью телескопа «Хаббл» наблюдали скопление (кластер) галактик Abell 3827 (расстояние до Земли — 1,3 млрд световых лет), гравитация которого создала линзу, в которой удалось разглядеть другую, еще более далекую галактику. Основываясь на данных о том, как как гравитация кластера Abell 3827 искривляла путь света из более далекой галактики, ученые составили карту распределения массы в кластере. Согласно этой карте, одна из четырех галактик из центра кластера должна была быть лишена облака темной материи (галактического гало), которое окружает все остальные галактики скопления и сообщает им дополнительную массу.

Видео, составленное из снимков галактического кластера Abell 3827, сделанных с помощью телескопа «Хаббл».

Ученые предположили, что недостаток темной материи вокруг этой галактики — результат взаимодействия частиц темной материи друг с другом; это предположение подтвердили математической моделью. Это было большим прорывом: до тех пор единственным взаимодействием, выдававшим присутствие темной материи, считалось гравитационное; это мало что говорило о свойствах самой темной материи.

Новые наблюдения, сделанные с помощью комплекса телескопов Atacama Large Millimeter/submillimeter Array в пустыне Атакама в Чили показали, что у всех галактик кластера Abell 3827 гало имеется, и распределение масс в скоплении вполне объясняется традиционными представлениями о темной материи.

Результаты новых наблюдений ученые представили на Европейской неделе астрономии и наук о космосе в Ливерпуле, кратко о содержании доклада сообщает портал журнала Science, препринт статьи был в прошлом году опубликован в репозитории arXiv.org.