Астрономы предложили найти темную материю и пятую силу наблюдениями за астероидом Бенну

Темная материя взаимодействует с обычной только одним способом — гравитационно. Ее присутствие выдают галактики: когда астрономы научились подсчитывать массу всего их видимого вещества, оказалось, что ее слишком мало для удерживания гигантской галактической конструкции. Множества звезд разлетелись бы в разные стороны, если бы некая значительная, но скрытая масса не скрепляла все невидимым «каркасом».

Из-за наличия этой же темной материи на окраинах галактик звезды периферии вращаются вокруг центров галактик гораздо быстрее, чем можно ожидать на столь больших расстояниях: гравитация неизвестного вещества их разгоняет. Поэтому теперь исследователи считают видимую часть практически любой галактики во Вселенной лишь маленькой верхушкой огромного темного айсберга.

Что именно представляет собой темная материя, пока можно только теоретически предполагать (хотя одна гипотеза выглядит вероятнее всего, ранее Naked Science писал об этом здесь). Но если одна из предложенных версий получит подтверждение наблюдениями и математическими вычислениями, это станет открытием мирового уровня.

Есть мнение, что вся эта скрытая масса может оказаться проявлением неизвестной, пятой силы природы. Сейчас физика знает четыре вида взаимодействий частиц: гравитация, электромагнетизм, сильное и слабое ядерное взаимодействие. По крайней мере у трех из них известны частицы-переносчики: электромагнитное взаимодействие переносят фотоны, сильное — глюоны, слабое — W- и Z-бозоны.

Поэтому логично предполагать, что за пятый вид взаимодействия тоже отвечает какая-то частица. Теоретически ученые рассчитали, что эта частица должна иметь совершенно ничтожную массу — не более одной миллиардной доли массы электрона. Ее назвали сверхлегким бозоном (или ультралегким, это одно и то же).

Самое интересное, что скопления таких маломассивных частиц могли бы тем не менее влиять на небесные тела — изменять характер их движения по орбитам. Как объяснили в научной работе, опубликованной в журнале Nature, исследователи из Лос-Аламосской национальной лаборатории США вместе с коллегами из разных стран, это вполне можно вычислить во время наблюдений подходящего астероида. И они уже выбрали идеального кандидата — 500-метровый астероид Бенну.

Он вращается вокруг Солнца примерно на том же расстоянии, что и Земля, поэтому время от времени оказывается сравнительно недалеко от нашей планеты и даже вызывает опасения по поводу возможного падения. Но удачной возможностью проверить подозрения астрофизиков Бенну стал потому, что для сбора грунта в 2016-2023 годах к нему летал космический аппарат OSIRIS-REx.

Собранные зондом данные о траектории движения Бенну по своей орбите, оказывается, могут помочь нашему пониманию Вселенной: на подобных объектах теоретические ультралегкие бозоны должны сказываться, слегка отклоняя их траекторию от рассчитываемой без учета подобных гипотетических частиц. Кстати, ученые размышляют и о других подобных целях наблюдений, в том числе об астероиде Апофис, который в 2029 году должен пролететь мимо Земли на расстоянии всего 32 тысяч километров.