Астрофизики подошли на шаг ближе к разгадке одной из самых главных тайн Вселенной: почему гало темной материи остаются абсолютно «темными», не формируя звезд. Исследование, опубликованное ученым из Университета Сан-Диего Итаном Надлером, установило критический предел массы для таких объектов: гало, легче 10 млн солнечных масс, могут существовать, никогда не создав ни одной звезды. Это оказалось в десятки раз ниже предыдущих оценок.
Темная материя — невидимый каркас Вселенной
Каждая галактика, включая Млечный Путь, «плавает» в гигантском океане темной материи — таинственной субстанции, которая невидима, впрочем, заметна благодаря гравитационному взаимодействию. Эти невидимые «гало» служат основой для рождения звезд: газ, притянутый их силой, сжимается, нагревается и зажигает термоядерные реакции. Но все ли гало проходят этот путь?
До сих пор считалось, что звездообразование прекращается в гало массой от 100 млн до 1 млрд солнечных. Однако новые симуляции Надлера, построенные на анализе охлаждения молекулярного водорода, меняют эти представления. Оказывается, даже в гало массой всего 10 млн солнечных газ может сжаться достаточно, чтобы образовать звезды. А вот меньшие скопления — уже никогда.
«Если существуют гало, которые никогда не создавали звезд, они могут быть невидимыми «тенями», составляющими значительную часть массы Вселенной», — объясняет Надлер. Это открывает новый путь для изучения темной материи: если такие объекты обнаружить, мы сможем понять ее природу и роль в формировании галактик.
Ранее ученые считали, что ключом к звездообразованию является охлаждение атомарного водорода. Однако новые модели показывают: в малых гало молекулярный водород (H₂) охлаждает газ эффективнее, позволяя звездам рождаться даже в меньших структурах. Но ниже 10 млн солнечных масс даже этого недостаточно — гало остаются темными навсегда.
Охота на «тени»
Ответы могут прийти уже в ближайшие годы. Космический телескоп James Webb (JWST), исследующий дальние уголки космоса в инфракрасном диапазоне, вместе с обсерваторией Vera Rubin, которая начнет работу в 2025 году, смогут обнаружить косвенные признаки темных гало. Например, линзирование или динамику карликовых галактик.
«Это как найти остров, который не виден в телескоп, но влияет на приливы в океане», — сравнивает Надлер. Если темные гало существуют, они изменят наши представления о том, как эволюционировала Вселенная, и, возможно, помогут раскрыть главную загадку современной физики — что такое темная материя.
Исследование Надлера не только сужает поиски темных гало, но и поднимает новые вопросы. Являются ли эти объекты «неудачными галактиками», или они вообще никогда не имели шанса засиять? Ответы на них могут переписать космологию и сделать темную материю немного более понятной.
Ранее мы сообщали о том, как темная материя заставляет планеты вращаться быстрее.
По материалам scitechdaily.com
