Кольца Эйнштейна вокруг галактик показали ученым на что похожа темная материя

Стали известны результаты нового исследования специалистов из Университета Гонконга.

Ученые считают, что большая часть нашей Вселенной состоит из невидимой темной материи, о существовании которой известно только благодаря ее влиянию на галактики. Но какова природа темной материи, из чего она состоит? На эти вопросы ищут ответ физики очень давно. Но новое исследование ученых из Университета Гонконга приближает нас к разгадке тайны темной материи, пишет ScienceAlert (перевод - «Фокус»).

Согласно существующим представлениям, 85% всей массы Вселенной состоит из темной материи, но обнаружить ее трудно, потому как она не выпускает и не поглощает свет. Но благодаря темной материи, если точнее ее гравитации, существуют галактики в том виде, в котором мы их знаем.

Физики считают, что темная материя состоит из пока что неизвестной фундаментальной частицы, которую так и не удалось пока обнаружить даже в ходе научных экспериментов. На роль гипотетических частиц, из которых состоит темная материя сейчас претендуют:

- слабо взаимодействующие массивные частицы или вимпы (считается, что они должны быть очень тяжелыми);

- аксионы, частицы, которые, как считается должны быть очень легкими.

Согласно существующим теориям, вимпы должны вести себя как обычные частицы, в то время как аксоны должны вести себя как волны. Новое исследование ученых из Университета Гонконга дает ключ к разгадке того, из чего может состоять темная материя, благодаря изучению такого явления как кольца Эйнштейна.

Для того, чтобы наблюдать за очень далекими космическими объектами, например, галактиками, ученые используют метод гравитационного линзирования. Дело в том, что свет от далекого объекта будет искривляться массивным объектом (например, крупной галактикой), находящимся ближе к Земле, благодаря тому, что гравитация такого объекта, согласно теории Эйнштейна, искривляет пространство-время вокруг себя. Иногда искривленный свет от далекой галактики приобретает форму кольца, окружающего более близкую галактику. Это явление получило название кольцо Эйнштейна.

В рамках нового исследования ученые изучили, как искажаются такие кольца света вокруг нескольких галактик, чтобы узнать о том, какие свойства имеет ореол из темной материи, окружающий более далекие галактики на заднем плане. Перед этим физики создали моделирование, чтобы понять, как будут выглядеть кольца Эйнштейна, если темная материя состоит из вимпов или аксионов. Затем они сопоставили свои данные с данными наблюдений.

Результат исследования показывает, что темная материя скорее всего состоит из аксионов, а не из вимпов. Именно свойства этих гипотетических частиц могут объяснить аномальное искривление света. Получается, что темная материя ведет себя скорее не как частица, а как волна.

Предыдущие исследования также предполагали, что скорее всего именно аксион является частицей темной материи. Но пока что это исследование является лишь теоретической работой, которая требует дальнейших наблюдений.