Астрономы недавно сделали важное открытие, наблюдая столкновение двух скоплений галактик. Это наблюдение продемонстрировало наличие темной материи — вещества, составляющего большую часть Вселенной и остающегося невидимым для нас. Благодаря этому мы получили ценные сведения о взаимодействии этой загадочной субстанции с обычной материей и ее роли в структуре космоса.
Понимание темной материи
Темная материя — форма материи, которая не излучает и не отражает свет. Это делает её невидимой для обычных приборов наблюдения.
Однако о её присутствии свидетельствует гравитационное воздействие на звёзды и галактики. Учёные обнаружили, что… темная материяМасса звезды достаточно велика, чтобы влиять на структуру и движение галактик. Без неё галактики разлетались бы и не формировали бы большие группы, которые видны сейчас.
Зная, что темная материя образует примерно 85% всей материи во Вселенной и 27% её общей массы-энергии, важно каждое наблюдение использовать для попытки её понимания, ведь природа этой таинственной формы пока остаётся неизвестной.
Впечатляющее галактическое столкновение
Астрономы зафиксировали столкновение двух скоплений галактик под названием MACS J0018.5+1626. Расположенные примерно в пяти миллиардах световых лет от Земли, эти скопления излучают свет, который к нам долетел за пять миллиардов лет.
Ученые для изучения этого события использовали ряд телескопов и обсерваторий, в числе которых космические телескопы НАСА «Хаббл» и «Чандра», а также субмиллиметровая обсерватория Калтеха, обсерватория WM Keck и обсерватория Planck.
За несколько лет астрономы собирали данные о столкновениях галактик. Чтобы понять, как темная материя взаимодействует во время таких событий, учёные анализировали изменения в свете звёзд и поведение горячего газа. Для определения скорости и направления движения различных типов вещества использовались явления, такие как эффект Суняева-Зельдовича, который измеряет смещения в космическом свете, вызванные движением горячего газа.
Удивительное поведение
В ходе столкновения скоплений галактик отдельные галактики сохранились, несмотря на силу воздействия. Этому способствует огромное пространство между ними, которое предотвращает прямое столкновение даже при таких космических катаклизмах. Образующиеся при столкновении обломки, например горячий газ и обычная материя, сильно пострадали от удара. Нагретый до экстремальных температур газ был выброшен и рассеян, а структуры обычной материи деформировались под действием силы столкновения.
Наблюдение становится особенно интересным из-за поведения темной материи во время столкновения. В отличие от обычной материи, темная материя, похоже, прошла сквозь обломки практически незатронутой. Такое невидимое поведение в условиях столкновения напоминает прохождение призрака сквозь физические объекты без взаимодействия с ними. Это явление важно потому что демонстрирует, что темная материя не взаимодействует с обычной материей таким же образом. На нее не действуют силы трения и давления, которые влияют на классические частицы, позволяя ей двигаться независимо от возмущений, вызванных столкновением.
Открытие расширяет возможности изучения вещества. Ученые надеются выяснить больше о поведении вещества в экстремальных условиях. Эти знания могут помочь понять формирование и развитие больших структур Вселенной, таких как галактики и скопления галактик.
Исследование опубликовано в журнале .