Недостача: Дело о пропаже темной материи
Работа, проведенная чилийским астрономом Кристианом Мони Бидином (Christian Moni Bidin) и его коллегами с использованием 2,2-метрового телескопа MPG европейской обсерватории ESO La Silla, стала самым аккуратным исследованием движения звезд Млечного пути, находящихся в близости нашего Солнца.
Эта область, по предсказанию теоретиков, должна быть буквально заполнена темной материей — таинственной субстанцией, которая вступает с обычной материей лишь в гравитационное взаимодействие, и при этом составляет куда более значительную часть Вселенной, нежели она. Притяжение темной материи оказывает сильнейшее влияние на звезды и галактики, по некоторым данным — определяет процесс их формирования и эволюции. Она должна присутствовать повсюду, и в весьма значительных количествах. Должна — однако работа чилийских ученых не смогла их обнаружить.
Авторы детально изучили движения более чем 400 звезд на расстоянии до 13 тыс. световых лет от Солнца, и на основании полученных траекторий оценили количество темной материи, которая оказывает влияние на их полет. «Они прекрасно согласуются с наблюдениями всего, что мы видим в этой области — и звезд, и газа, и пыли, — говорит один из участников исследования, — Но просто не оставляют места ни для чего иного, в том числе и для темной материи».
Интересно, что именно наблюдения за движениями звезд заставили некогда выдвинуть саму гипотезу темной материи: скажем, Млечный путь вращается так быстро, что центробежная сила, по расчетам, должна разбросать его звезды прочь, пересилив собственную гравитацию галактики. Это и привело к появлению идеи о существовании некоей скрытой массы, которая удерживает звезды вместе, но невидима и вообще не вступает с обычной материей ни в одно из фундаментальных взаимодействий, помимо гравитационного.
Лишь затем появились бесчисленные работы, в которых было показано, что темная материя должна составлять до 80% массы материи во Вселенной, что она играет важную роль в формировании звезд и галактик, что, возможно, состоит она из особых медленных и тяжелых частиц. И, хотя все попытки непосредственно наблюдать ее частицы в лаборатории до сих пор остаются неудачными, большинство современных космологических моделей включают темную материю и учитывают ее.
Легко понять, сколь странными выглядят результаты, полученные в Чили. Сами по себе они, конечно, не заставят ученых отбросить гипотезу темной материи, однако наверняка потребуют пересмотреть некоторые ее положения. Например, существует возможность того, что гало галактики, составленное темной материей, имеет совершенно иную форму (скажем, сильно вытянуто): это оставляет возможность полного отсутствия темной материи в исследованной области пространства. Кстати, это же может объяснять и то, почему все попытки зафиксировать присутствие темной материи в лаборатории до сих пор оканчиваются неудачей.
По пресс-релизу ESO