Преследование темной материи в Млечном Пути

0 138

Скорость темной материи имеет далеко идущие последствия для современных астрофизических исследований, но это фундаментальное свойство ускользало от исследований в течение многих лет.

В статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, международная команда астрофизиков предоставила первый ключ: решение этой тайны, оказывается, лежит среди некоторых из самых старых звезд в галактике.

«По сути, эти старые звезды действуют как видимые спидометры для невидимой темной материи, измеряя распределение скорости вблизи Земли», – сказала Марианга Лизаньти, доцент физики Принстонского университета. «Вы можете думать о самых старых звездах как о светящемся индикаторе для темной материи. Темную материю, которую мы никогда не увидим, потому что она не излучает свет ни в каком видимом спектре – это просто невидимо для нас, вот почему это было так трудно сказать что-нибудь конкретное».

Чтобы определить, какие звезды ведут себя как невидимые и неопределяемые частицы темной материи, Лисанти и ее коллеги обратились к компьютерному моделированию, Эрис, которая использует суперкомпьютеры для моделирования физики галактики Млечный Путь, включая темную материю.

«Наша гипотеза заключалась в том, что есть некоторые множества звезд, которые по какой-то причине будут соответствовать движениям темной материи», – сказал Иона Херцог-Арбейтман, студент-бакалавриат и соавтор статьи. Его работа с Лисаньти и ее коллегами летом после его первого года в Принстоне превратилась в одну из его младших работ и способствовала этой статье в журнале.

Герцог-Арбейтман и Лина Нециб в Калифорнийском технологическом институте, еще один соавтор статьи, создали множество графиков из данных Эрис, которые сравнивали различные свойства темной материи с данными множеств звезд.

Их большой прорыв пришел, когда они сравнили скорость темной материи с тем, что звезды с разными «металлизмами» или отношениями тяжелых металлов к более легким элементам.

 «Это был один из тех замечательных примеров довольно разумной идеи, хорошо работающей», – сказал Херцог-Арбейтман.

Астрономы уже десятилетиями знают, что металличность может помочь нам для определения возраста звезды, поскольку металлы и другие тяжелые элементы образуются в сверхновых и слияниях нейтронных звезд. Маленькие галактики, которые слились с Млечным Путем, обычно имеют сравнительно меньшие из этих тяжелых элементов.

Поэтому вместо того, чтобы использовать взаимодействия для определения скорости, исследователи, такие как Лисаньти и ее коллеги, надеются переделать сценарий и использовать скорость, чтобы объяснить, почему эксперименты по прямому обнаружению еще не обнаружили.





Вам также может понравиться