Где скрывается недостающая масса Млечного пути: ответ получен

Третий межзвездный объект 3I/ATLAS, обнаруженный в прошлом году, может изменить наше понимание не только других звездных систем, но и природы темной материи.

Светлана ЛевченкоАвтор новостей

Часть расчетов темной материи основана на концепции «недостающей массы», которая связана с кривой вращения галактики — скоростью, с которой звезды вращаются вокруг центра Млечного Пути. Реальная скорость значительно выше, чем можно было бы ожидать исходя из количества видимых звезд, поэтому что-то еще должно вносить вклад в массу, что объяснило бы эту увеличенную скорость вращения. Ученые давно считают, что этим фактором является темная материя, которая почти не взаимодействует ни с чем, кроме силы гравитации. Текущие оценки миссии Gaia определяют концентрацию темной материи в нашей галактике примерно в 0,44 гигаэлектронвольт на кубический сантиметр.

Однако межзвездные объекты также обладают определенной массой и при этом их можно зафиксировать современными приборами. За период активных наблюдений через нашу Солнечную систему пролетело три таких объекта: 1I/'Оумуамуа, 2I/Борисов и 3I/ATLAS, крупнейший из них с радиусом от 0,16 до 2,8 километра. Поскольку масса увеличивается пропорционально кубу радиуса, эта разница в размерах имеет огромное влияние на оценку веса объекта. При этом известно, что в нашей галактике сейчас дрейфуют миллиарды, если не триллионы других межзвездных объектов, которые мы просто не можем обнаружить обычными методами наблюдения.

Специалисты Гамбургского университета попытались ответить на вопрос: какой процент «недостающей массы» галактики могут составлять эти, невидимые для привычной астрономической техники межзвездные объекты? Используя статистическое распределение Пуассона, они рассчитали локальную плотность блуждающих объектов размером, сходным с 3I/ATLAS. Затем вычислили процент «недостающей массы», который можно приписать этим объектам. Результат оказался впечатляющим: от 13% до 45% массы галактики, которую на данный момент относят к темной материи.

Ученые признают слабости такой экстраполяции. Главная проблема — они в своих расчетах распространили характеристики объекта 3I/ATLAS на всю галактическую популяцию. Авторы отмечают, что верхняя граница расчета требует «чрезмерно оптимистичного» количества выброшенного в межзвездное пространство вещества.

Тем не менее, эти результаты могут повлиять на эксперименты по прямому обнаружению темной материи, в частности, LZ и XENONnT, которые полагаются на локальную плотность темной материи для расчета ожидаемого потока слабовзаимодействующих массивных частиц.

К счастью, долго ждать проверки гипотезы не придется. Уже в ближайшие годы заработают новые обзоры неба, способные обнаружить десятки и даже сотни межзвездных объектов. По мере накопления статистики по их числу, размерам и массе станет ясно, насколько серьезно они участвуют в балансе массы Млечного Пути, и не завысили ли мы долю по-настоящему темной материи.

Ранее ученые предложили новый способ обнаружения темной материи.

космосПоделиться