Млечный Путь искривлен, и астрономы, возможно, наконец-то узнают, почему. Они возлагают вину на наклонный ореол темной материи в форме футбольного мяча, который окутывает нашу галактику.
Обычное изображение нашей галактики напоминает сплющенный диск. Но когда ученые детально изучили форму Млечного Пути, они обнаружили, что диск нашей спиральной галактики имеет искривление.
Эта особенность долгое время оставалась загадочной, но теперь астрономы из Центра астрофизики | Гарвардский и Смитсоновский институт (CfA) выполнили расчеты, которые показывают, что ореол темной материи, окружающий Млечный Путь, может быть «неправильным», и это может быть причиной расширения края и деформации формы нашей галактики.
Это открытие может не только помочь нам лучше понять эволюцию Млечного Пути, но также может рассказать больше о природе темной материи и о том, как она влияет на общее развитие галактик.
Наличие темной материи сложно объяснить ученым, поскольку она не взаимодействует со светом, что делает ее фактически невидимой и означает, что она не может состоять из тех же атомов, которые составляют повседневную материю. Тем не менее, это загадочное вещество составляет до 85% материи Вселенной, то есть «вещества», которое включает в себя звезды, планеты, космические облака пыли и даже наши тела — все, что мы видим вокруг себя каждый день — на его долю приходится лишь около 15% вещества Вселенной.
Единственный способ, с помощью которого ученые смогли сделать вывод о наличии темной материи, — это ее взаимодействие с гравитацией и влияние, которое оно оказывает на повседневную материю и свет. На самом деле это влияние является удачным моментом, поскольку галактики вращаются настолько быстро, что в некоторых случаях гравитационного эффекта видимой материи внутри этих объектов будет недостаточно, чтобы предотвратить их разлет. Темная материя — это гравитационный клей, скрепляющий галактики.
Таким образом, исследователи пришли к выводу, что большинство, если не все, галактики окутаны ореолом темной материи. А в Млечном Пути это гало темной материи, как полагают, простирается за пределы гало звезд, окружающих главный диск галактики и центральное галактическое ядро.
В прошлом году та же команда из Гарварда смогла рассчитать, что звездное гало Млечного Пути имеет эллиптическую форму, наклоненную под углом относительно главного диска галактики. В то время исследователи пришли к выводу, что форма этого гало темной материи будет похожа на звездное гало (с соответствующим наклоном), хотя и намного шире.
Команда теперь опирается на этот вывод, используя компьютерные модели, чтобы вычислить, как орбита этих звезд вписывается в наклонное гало темной материи в форме футбольного мяча. Оказалось, что это почти идеальное совпадение с Млечным Путем с его расширяющимся краем и искривлением. Результаты, полученные командой, также подтверждают идею о том, что Млечный Путь вырос в результате столкновений с другими галактиками.
«Если бы галактика просто развивалась сама по себе, у нее было бы это красивое сферическое гало, этот красивый плоский диск», — сказал Дживон Джесси Хан, руководитель исследовательской группы и ученый, связанный с CfA. «Таким образом, тот факт, что гало наклонено и имеет форму, напоминающую футбольный мяч, предполагает, что наша галактика пережила событие слияния, когда две галактики столкнулись».
Однако расчет формы диска темной материи вокруг Млечного Пути может раскрыть больше, чем просто историю эволюции нашей галактики — он также может пролить свет на природу темной материи, раскрыв некоторые свойства частиц, составляющих эту странную материю, вещество, которое доминирует в нашей Вселенной. Результаты могут также помочь астрономам изучать свободно плавающие «сгустки» темной материи, которые, как полагают, дрейфуют между галактиками.
Исследование команды было опубликовано в прошлом месяце в журнале Nature Astronomy.
