Главное: Центральная область нашей Галактики, состоящая из миллиардов звезд, замедлила свое вращение на четверть с момента своего формирования из-за влияния темной материи.
Детали: Группа ученых из Университетского колледжа Лондона и Оксфордского университета проанализировали данные о нашей Галактике, полученные телескопом Gaia, о металличности звезд в центре Галактики. Как сообщает Lenta.ru, таким образом они доказали существование темной материи, окружающей Млечный Путь в виде гало.
Согласно галактическим моделям, присутствие темной материи должно замедлять вращение перемычки — плотной протяженной области звезд и газа, от которой расходятся ветви Млечного Пути. В свою очередь, перемычка воздействует на галактический диск через орбитальные резонансы, когда периоды обращения звезд вокруг центра становятся соизмеримыми со скоростью вращения самой перемычки.
Когда перемычка замедляется, все больше и больше звезд диска становятся вовлечены в орбитальный резонанс с баром. При этом захваченные звезды оказываются в ловушке, и те, что попали в резонанс раньше, должны иметь большую среднюю металличность. Таким образом, по распределению металличности внутри резонансной области можно измерить, насколько изменилась скорость вращения перемычки.
В итоге ученые определили, что скорость вращения перемычки составляет 35 км/с на один килопарсек, при этом граница резонанса совпадает с орбитой потока Геркулеса. Звездный поток представляет собой полосу звезд, которые ранее входили в состав шарового скопления, но вытянулись вдоль орбиты под действием приливных сил Галактики. Помимо подтверждения теории замедленного бара, это измерение демонстрирует падение скорости перемычки более чем на 24% с момента ее образования.
По словам ученых, замедление объясняется трением перемычки о скопления темной материи в галактическом ореоле, а результаты наблюдения позволяют измерить инертную массу невидимого вещества, которая влияет на скорость вращения центра Галактики. Это позволит как установить ограничения на различные модели темной материи, так и отвергнуть альтернативные теории гравитации, которые не признают темную материю и не предсказывают замедление вращения.
Справка: Темная материя в астрономии и космологии, а также в теоретической физике — форма материи, не участвующая в электромагнитном взаимодействии и поэтому недоступная прямому наблюдению. Составляет порядка четверти массы-энергии Вселенной и проявляется только в гравитационном взаимодействии. Ее состав и природа на настоящий момент неизвестны. Наиболее вероятными кандидатами на роль частиц темной материи выступают вимпы, однако экспериментально они до сих пор не обнаружены.
В тему: Летом 2016 года исследователи, работающие в астрономической службе The Baryon Oscillation Spectroscopic Survey, обнаружили аномалию в расширении Вселенной — парадокс, который может служить свидетельством аномальных свойств темной энергии.
Осенью 2017 года Международная группа исследователей создала космологическую модель Lambda-Cold Dark Matter (ΛCDM), согласно которой Вселенная более чем на 95% заполнена темной материей и темной энергией.
В 2019 году Нобелевскую премию по физике, в частности, получил канадско-американский физик Джеймс Пиблс, который является одним из первых исследователей первичного нуклеосинтеза, темной материи, реликтового излучения и формирования структуры Вселенной.