Ценнее золота: ученые выяснили, сколько темной материи находится в объеме размером с Землю

Фото: ScienceAlert

Темная материя, как оказалось, встречается реже, чем золото на Земле и это несмотря на то, что темной материи во Вселенной больше, чем обычной материи примерно в 5 раз. Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv, пишет Space.

Астрономы использовали "колебания" Млечного Пути, чтобы выяснить уровень распределения темной материи в локальном космосе. Это колебания вызваны влиянием галактик-спутников Млечного Пути, таких как Большое Магелланово Облако, и быстро вращающихся нейтронных звезд, известных, как пульсары.

Данные о гравитационном ускорении двойных и одиночных пульсаров проливают свет на гравитационное поле Млечного Пути и, таким образом, на распределение темной материи в нашей галактике. По словам ученых, они впервые измерили плотность темной материи в локальном космосе с помощью прямых измерений ускорения.

Ученые выяснили, что в объеме пространства, эквивалентном объему Земли, содержится менее 1 килограмма темной материи. Авторы исследования говорят, что, если сравнить это с миллионами килограммов золота, добываемого каждый год на Земле, то оказывается, что темная материя ценнее золота.

Темная материя составляет примерно 85% от общей массы материи во Вселенной, но она практически не взаимодействует с обычной материей. Но темная материя взаимодействует с гравитацией и это влияет на свет и обычную материю. Если бы в галактиках не было темной материи и ее гравитационного влияния, то эти объекты разлетелись бы на части во время вращения.

Предполагается, что содержание темной материи в галактиках в значительной степени сконцентрировано в центрах галактик, но считается, что темная материя также простирается дальше и образует сферическую оболочку вокруг галактик.

Это объясняет, как темная материя может быть менее распространена в объеме пространства размером с Землю, чем золото на нашей планете, но в то же время темная материя гораздо более распространена во Вселенной, чем золото или другие химические элементы.

По словам ученых, поскольку Млечный Путь взаимодействует со своими галактиками-спутниками, звезды в нашей галактике испытывают совершенно разное гравитационное притяжение в зависимости от того, расположены ли звезды выше или ниже галактического диска.

Например, Большое Магелланово Облако может притянуть к себе часть массы галактического диска Млечного Пути, что приводит к тому, что в нашей галактике масса перемещается из одной стороны в другую. То есть иногда ее больше в одной части галактики, чем в другой. Таким образом возникает "колебание" Млечного Пути, и гравитация ощущается сильнее на одной стороне нашей галактики. При этом на гравитационное поле галактики влияют также и пульсары, которые имеют одни из самых сильных магнитных полей во Вселенной.

Пульсары – это нейтронные звезды с очень быстрым вращением, которые возникают после того, как взорвется сверхновой массивная звезда. При этом все нейтронные звезды состоят из самой плотной материи в известной Вселенной и имеют очень большое гравитационное притяжение.

По словам ученых, новое наблюдение позволило лучше определить, как темная материя распределяется по нашей галактике с помощью измерений ускорения, возникающего из-за гравитационного притяжения темной материи в галактике.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист AOinform