#темная материя

У современной науки есть огромная проблема — нужно либо найти хоть какие-то частицы темной материи, либо с нуля переписать всю космологию и фундаментальную физику. Вторая опция, конечно, совсем со счетов не сбрасывается, но первый вариант всяко доступнее. Поэтому поиски продолжаются, и наиболее свежие результаты в этой области опубликовали американские астрофизики. Что любопытно, созданный ими детектор если не самый простой и дешевый из придуманных, то уж точно один из.

Астрономы смоделировали параметры самой тусклой галактики — спутника Млечного Пути, описанной в 2023 году, и подтвердили, что она должна находиться в скоплении темной материи, которое в миллиард раз массивнее нее. Иначе она бы не выдержала воздействие приливных сил Галактики и не пережила бы даже один оборот по орбите.

Участники мероприятия узнают о различных стадиях организации материи в форме вещества.

Впервые в моделях формирования первых галактик астрономы учли поведение и скорости потоков «обычной» и темной материи. Оказалось, сперва их взаимодействия тормозят формирование звезд, зато потом провоцируют яркую вспышку звездообразования в ранних карликовых галактиках.

Астрономы из США сопоставили наблюдения космического телескопа «Гайя» и наземного проекта APOGEE и пришли к выводу, что периферийные области галактического диска, в котором мы живем, вращаются медленнее, чем должны. Из этого следует, что масса центральных областей Галактики ниже ожидавшейся ранее — если она там вообще есть.

В скоплении Волос Вероники астрономы обнаружили тусклый звездный поток, который в десять раз длиннее нашей галактики Млечный Путь. Изучение его структуры позволит разобраться в природе темной материи в галактических гало.

Работающие в ЦЕРН исследователи создали новый метод поиска частиц темной материи с помощью Большого адронного коллайдера. Его впервые применили минувшим летом, и результаты этой работы получились двоякими. С одной стороны, долгожданных частиц пока найти не удалось, с другой — теперь ученые знают, в каких диапазонах энергий вимпов, скорее всего, точно нет.

Продолжительные наблюдения за таймингом сигналов пульсаров позволили наложить ограничения на количество частиц ультралегкой темной материи. Согласно новым данным, ультралегкие частицы точно не могут составлять 100% темной материи в Млечном Пути.

Галактики — спутники Млечного Пути оказались довольно недолговечными. Это противоречит стандартной космологической модели, по которой темная материя должна обеспечивать крупные галактики большим числом спутников.

Во время работы с астрономическими данными ученые из Испании обнаружили галактику с крайне низкой светимостью и массой, сопоставимой с массой Малого Магелланова облака. Проще говоря, хотя новый объект оказался довольно массивным и большим, он очень слабо излучает в видимом диапазоне.

Участники мероприятия узнают, почему темную материю не видно.

Вращающиеся нейтронные звезды могут быть «фабриками» по производству аксионов — гипотетических частиц темной материи, если она состоит именно из них. Ученые смоделировали работу такой «фабрики» и проверили расчеты на 27 пульсарах.

До недавних пор темную материю представляли как особые невидимые «холодные» частицы — вимпы. Однако недавно открытое астрономами гигантское событие выглядит несовместимым с ней. А вот гипотезы, предлагающие принципиально иные решения, получили дополнительный импульс.

Японские астрономы провели серию наблюдений за излучением аномального квазара, свет от которого преломляется галактической гравитационной линзой. Собранные данные и новый метод их обработки позволили изучить флуктуации распределения темной материи в невиданных ранее деталях.

Группа ученых из Университета ИТМО описала метаматериал, который может стать платформой для тестирования свойств аксионов — кандидатов на роль частицы темной материи.

Массивные космические тела искажают прямолинейный путь излучения, выступая в роли гравитационных линз. Такое влияние оказывает и темная материя, что позволяет разобраться в ее загадочной природе. Рассмотрев одну из гравитационных линз, астрономы пришли к выводу о том, что темная материя должна состоять из сверхлегких частиц аксионов, а не тяжеловесных вимпов.

Исследователи из Китая подробно изучили две ближайшие двойные системы, содержащие звезду и черную дыру звездной массы, и нашли новые косвенные доказательства существования плотной темной материи вблизи их черных дыр. Примененная авторами модель динамического трения позволила также объяснить поведение звезд-компаньонов намного лучше, чем любая другая теория, не учитывающая темную материю.

«Недостаточно комковатая» — так описал обнаруженную аномалию один из авторов нового исследования. В нем на основе наблюдений сразу двух обсерваторий, работающих с разными диапазонами излучений, удалось создать карту распределения материи во Вселенной с беспрецедентной точностью. Благодаря этому выяснилось, что стандартная модель — главная современная теория мироустройства, описывающая все частицы, поля и взаимодействия, кроме гравитации — имеет все шансы быть неполной.

Сразу уточню, что эта гипотетическая материя называется всё же темной, а не черной. И ясности с ней пока очень мало.Единственное, в чем мы твердо уверены — что массы видимого вещества (звезд и газа) не хватает, чтобы объяснить всю наблюдаемую гравитацию. А вот дальше развилка: либо существует невидимое вещество, оно же темная материя, либо законы гравитации...

Ушедший год запомнился и серьезными научными прорывами, и одним крайне печальным научным провалом, повлекшим за собой массовую гибель людей. Naked Science попробует рассказать и о плохом, и о хорошем.