Загадочное вещество в Млечном Пути намекнуло на новый вид темной материи

В центре нашей галактики наблюдают облака частиц, на которые воздействует нечто пока неизвестное науке.

В центре нашей галактики может скрываться темная материя с неожиданными свойствами, пишет Physical Review Letters. Сообщается, что такое подозрение появилось в ходе наблюдений так называемой Центральной молекулярной зоны.

Окруженный горячим газом центр Млечного Пути, где расположена сверхмассивная черная дыра
Окруженный горячим газом центр Млечного Пути, где расположена сверхмассивная черная дыраИсточник: NASA, EHT

Это плотное скопление в основном молекулярного водорода, которое окружает наш галактический центр. Напомним, в самом «сердце» Млечного Пути, в 26 тысячах световых лет от Земли расположена сверхмассивная черная дыра. Она «весит» более четырех миллионов Солнц, и при этом ее диаметр примерно такой же, как у орбиты Меркурия, то она на самом деле не намного крупнее Солнца.

Вокруг нее скопилось больше всего звезд и вообще вещества. А водород — как раз тот исходный материал, из которого рождались звезды и целые галактики после Большого взрыва. По сей день это самое распространенное вещество во Вселенной.

Так вот, астрономам еще десятки лет назад удалось обнаружить, что это водородное скопление вокруг нашего галактического центра «выглядит» несколько странно: частицы в нем почему-то положительно заряжены, хотя должны быть нейтральными. Это означает, что какой-то пока неустановленный процесс «выбивает» из атомов водорода электроны и превращает их в положительно заряженные ионы. Подозревали, что это действие космических лучей, но тогда бы фиксировалась гораздо более мощная энергия. Поэтому у ученых теперь появилась идея, что на водород так может воздействовать загадочная темная материя, притом она для этого должна быть не совсем такой, как до сих пор предполагалось.

Вообще существование какой-то неизвестной, скрытой огромной массы во Вселенной астрофизики «почувствовали» после того, как научились «взвешивать» галактики: в них оказалось слишком мало звезд, черных дыр и прочего видимого вещества, чтобы его гравитация общими усилиями удерживала конструкцию галактики. Проще говоря, практически любая галактика, включая нашу, распалась бы на разрозненные звезды, если бы что-то неведомое не скрепляло ее удивительным «каркасом». Поэтому космологи считают, что галактики — это маленькие «жемчужины» внутри огромных «раковин» темной материи. По расчетам, ее масса примерно в пять раз больше массы всего видимого вещества в космосе, вместе взятого.

Что собой представляет эта темная материя — один из самых трудных вопросов в современной науке. К примеру, Стивен Хокинг придерживался версии, что это множество микроскопических «первичных» черных дыр, которые образовались вскоре после Большого взрыва, когда Вселенная еще была очень компактной и очень плотно заполненной водородом.

Но активно прорабатывается и другая версия — что это некие частицы с очень необычными свойствами: они взаимодействуют с обычными по большей части только гравитационно. То есть мы их не можем увидеть — электромагнитных волн от них не исходит. Ученые назвали эти гипотетические частицы «вимпами» — WIMP, Weak Interacting Massive Particles, «слабо взаимодействующие массивные частицы».

Но теперь возникла версия, что частицы темной материи могут оказаться еще более своеобразными: возможно, они гораздо легче предполагаемых «вимпов». Расчеты показали, что такие не слишком тяжеловесные частицы могут сталкиваться друг с другом и взаимоуничтожаться, а от этого в результате возникают заряженные частицы, которые и «атакуют» атомы водорода.

Ранее наблюдения с помощью «Хаббла» раскрыли неожиданную историю соседней галактики Андромеды и ее спутников.