Неуловимая темная материя считается одним из ключевых компонентов Вселенной. Именно ее присутствием обычно объясняют высокие скорости вращения звезд и газа на окраинах галактик. Видимого вещества там недостаточно для создания необходимого гравитационного притяжения. Видимого вещества там недостаточно для создания необходимого гравитационного притяжения. Хотя астрономы давно учитывают вклад звезд, межзвездного газа и балджа Млечного Пути — сфероидального скопления светил в центре Галактики, — вероятность существования значительных запасов обычного, барионного вещества, которое трудно обнаружить напрямую, остается.
Поводом для новой научной работы стало открытие уже трех межзвездных гостей: 1I/Оумуамуа, 2I/Borisov и 3I/ATLAS. Последний особенно заинтересовал ученых: по оценкам, его ядро может иметь радиус от нескольких сотен метров до нескольких километров (что делает его самым крупным телом из трех), а высокая скорость указывает на очень большой возраст — от трех до 11 миллиардов лет.
Чтобы оценить масштабы популяции подобных тел, исследователи учли сам факт обнаружения 3I/ATLAS. С помощью статистического метода рассчитали, сколько подобных объектов должно существовать в Галактике, чтобы хотя бы один из них оказался в поле зрения астрономов за время наблюдений.
Затем, предположив, что межзвездные объекты образуют не тонкий диск, подобный тому, в котором сосредоточена большая часть молодых звезд, а гораздо более толстую структуру, ученые включили предполагаемую популяцию межзвездных тел в модель Млечного Пути. Данные космической обсерватории Gaia о вращении звезд вокруг галактического центра позволили проверить модель. Выяснилось, что дополнительная масса таких объектов действительно может вносить заметный вклад в общую гравитацию Галактики.
Расчеты показали, что в наиболее вероятном сценарии учет межзвездных объектов снижает оценку локальной плотности темной материи примерно на 13 процентов — с 0,44 до 0,38 гигаэлектронвольта на кубический сантиметр. Если же принять максимально допустимое количество таких тел, совместимое с наблюдениями, показатель может уменьшиться до 0,24 гигаэлектронвольта на кубический сантиметр.
Впрочем, авторы исследования, опубликованного на сервере препринтов Корнеллского университета, отметили, что эти оценки остаются неопределенными. Суть в том, что размеры 3I/ATLAS известны лишь приблизительно. Поскольку масса объекта зависит от его радиуса в кубе, даже небольшие изменения предполагаемых размеров приводят к значительным изменениям итоговых расчетов. К тому же научная работа опирается всего на трех межзвездных странников, что пока не позволяет надежно судить о свойствах всей популяции.
Межзвездные кометы и астероиды тем не менее могут играть куда большую роль в устройстве Галактики, чем считалось. В ближайшие годы новые обзоры неба должны помочь обнаружить больше таких гостей. Это позволит уточнить их распространенность и понять, действительно ли часть массы Млечного Пути скрывается в миллиардах космических путешественников.