Ученые пытаются понять невидимую и гипотетическую «темную материю» - то, что, как мы знаем, существует, исходя из ее гравитационного влияния на вещество, которое мы Можно видеть. Но новое исследование предсказывает, что галактики, такие как наш собственный Млечный путь, также содержат диск темной материи. Используя результаты моделирования на суперкомпьютере, ученые из Университета Цюриха и Центрального Ланкашира говорят, что если темная материя фактически находится в галактике как диск, она может позволить физикам непосредственно обнаруживать и идентифицировать природу темной материи для первый раз.
Физики полагают, что темная материя составляет 22% массы Вселенной (по сравнению с 4% нормальной материи и 74%, составляющими таинственную «темную энергию»). Но, несмотря на всеобщее влияние, никто не уверен, из чего состоит темная материя.
Эта «стандартная» теория темной материи основана на суперкомпьютерном моделировании, которое моделирует гравитационное влияние только темной материи. Новая работа включает в себя гравитационное влияние звезд и газа, которые также составляют нашу Галактику.
Считается, что звезды и газ очень рано образовались в дисках в жизни Вселенной, и это повлияло на то, как образовались меньшие гало темной материи. Результаты команды показывают, что большинство кусков темной материи в нашей местности объединились, чтобы образовать ореол вокруг Млечного Пути. Но самые большие комки были преимущественно перетащены к галактическому диску, а затем были разорваны на части, создав темный диск в нашей Галактике.
«Темный диск имеет только около половины плотности гало темной материи, поэтому никто не заметил его раньше», - сказал ведущий автор Джастин Рид. «Однако, несмотря на свою низкую плотность, если диск существует, он имеет драматические последствия для обнаружения темной материи здесь, на Земле».
Земля и Солнце движутся со скоростью около 220 километров в секунду по почти круговой орбите вокруг центра нашей Галактики. Так как ореол темной материи не вращается, с точки зрения Земли он ощущается так, как будто у нас есть «ветровая» темная материя, текущая к нам с большой скоростью. Напротив, «ветер» от темного диска намного медленнее, чем от гало, потому что диск вращается вместе с Землей.
«Это похоже на то, как если бы вы сидели в своей машине на шоссе, движущемся со скоростью сто километров в час», - сказал член команды доктор Виктор Дебаттиста. «Кажется, что все другие машины стоят на месте, потому что они движутся с одинаковой скоростью».
Научная команда утверждает, что это изобилие низкоскоростных частиц темной материи может стать настоящим благом для исследователей, поскольку они чаще вызывают возбуждение в детекторах темной материи, чем в быстро движущихся частицах. «Токовые детекторы не могут отличить эти медленно движущиеся частицы от других фоновых« шумов », - сказала профессор Лаура Баудис, сотрудник Цюрихского университета и один из ведущих исследователей эксперимента по прямому обнаружению XENON, который находится в подземной лаборатории Гран Сассо в Италии. «Но детектор XENON100, который мы сейчас включаем, гораздо более чувствителен. Для многих популярных кандидатов в частицы темной материи он сможет что-то увидеть, если он там есть.
Если это так, возможно, что темный диск может быть обнаружен непосредственно в самом ближайшем будущем.
Источники: Ежемесячная газета, Королевское астрономическое общество
