Первое обнаружение субгало тёмной материи в Млечном Пути при помощи ускорений пульсаров
Доктор Суканья Чакрабарти, профессор Колледжа наук Университета Алабамы в Хантсвилле (UAH), и её команда опубликовали новую работу на сервере препринтов arXiv, в которой впервые применяются данные о двойных и одиночных пульсарах для определения параметров субгало тёмной материи в нашей галактике.
Субгало — это компактные сгустки тёмной материи, входящие в состав более крупного гало — невидимой структуры, окружающей галактики и скопления. Их существование подтверждается только гравитационными эффектами.
«Представьте галактику как кекс, а субгало — как шоколадную крошку на его поверхности, — объясняет Чакрабарти. — Без крошек кекс выглядит гладким. Субгало создают дополнительный гравитационный сигнал на фоне равномерного распределения материи, который мы теперь можем засечь».
Исследование основано на предыдущих работах UAH, направленных на изучение количества и распределения тёмной материи в Млечном Пути.
Прорыв в исследовании тёмной материи
«Наша цель — раскрыть природу тёмной материи. Её субструктуры — ключ к пониманию моделей, и теперь у нас есть инструмент для их обнаружения, — подчёркивает учёный. — Наша оценка массы субгало стала точнее любых прошлых методов».
Современная теория формирования крупномасштабных структур Вселенной предсказывает обилие субгало в галактиках, однако их прямое обнаружение оставалось сложной задачей. Галактические гало, считающиеся основой для формирования звёздных систем, играют решающую роль в эволюции галактик. Однако до сих пор учёные могли изучать их лишь косвенно.
Локализация и мощность сигнала
«Наша локализация субгало стала точнее по всем трём координатам. Дальнейшие измерения ускорений пульсаров повысят значимость данных», — говорит Чакрабарти. Локализация позволяет выделить области с повышенной плотностью тёмной материи, отделяя их от фонового шума.
Учёные проанализировали «избыточную коррелированную мощность» в ускорениях двойных пульсаров — паттерны, отклоняющиеся от предсказаний ньютоновской гравитации. «»Избыток» — это те самые «шоколадные крошки» субгало на фоне гладкого «кекса» галактики. «Корреляция» означает, что сигнал наблюдается у пар пульсаров — это более жёсткое условие, чем обнаружение аномалии у одного объекта», — поясняет исследователь.
Перспективы и будущие исследования
В 2021 году данных было недостаточно — учёные могли измерить только фоновое распределение материи. «С ростом выборки пульсаров мы приблизились к обнаружению сгустков тёмной материи, — отмечает Чакрабарти. — С увеличением точности наблюдений мы сможем находить субгало далеко за пределами Солнечной системы и тестировать различные модели тёмной материи».
Следующий шаг — расширить выборку «природных гравитационных сенсоров». «Больше данных позволит точнее определять параметры субгало и, наконец, понять природу тёмной материи — одну из главных загадок астрономии», — заключает учёный.
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
