Только между нами: Раскрыта правда о тёмной материи

Если бы этот объект можно было видеть невооружённым глазом, то он бы в ночном небе выглядел вдвое больше полной Луны и этим потрясающим зрелищем можно было бы полюбоваться где-нибудь, скажем, в Южной Америке: он находится в направлении южного созвездия Чаша. Собственно, его и рассмотрели из чилийской пустыни Атакама, но глазом, вооружённым по последнему слову техники: с помощью Очень большого телескопа Паранальской обсерватории.

Объект находится в 380 тысячах световых лет от нас. Для понимания: вся наша галактика Млечный Путь в диаметре простирается ориентировочно на сотню тысяч световых лет. А этот объект имеет в размере около шести или шести с половиной тысяч световых лет. Так вот, это карликовая галактика, которая является галактикой – спутником Млечного Пути, она вращается вокруг нашей галактики. Таких спутников вокруг нашего большого космического города уже насчитали несколько десятков. Но эта оказалась одной из самых интересных. Её назвали Чаша II (Crater II).

Чем она интересна? Она одна из крупнейших, а именно на четвёртом месте после знаменитых Магеллановых Облаков и карликовой галактики Стрельца, но при этом одна из самых что ни на есть тусклых. По оценкам, там несколько миллиардов звёзд и звёзды эти должны быть в основном маломассивные и при этом очень и очень пожилые, немногим помладше самой Вселенной. Им вполне может быть с десяток миллиардов лет. И весь их совокупный "вес" при таком обширном распределении должен составлять на самом деле ничтожную часть общей массы галактики. А основную часть этой массы составляет то, чего мы практически не понимаем, поэтому можем только строить догадки о том, что это такое, — тёмная материя.

Напомним, откуда вообще берётся "ощущение", что она есть: как раз на основе "взвешивания" галактик. Если взять практически любую галактику и сложить вместе массу всех-всех её звёзд даже вместе с центральной сверхмассивной чёрной дырой, то эта совокупная масса получается слишком мала для того, чтобы взаимная гравитация этих звёзд и чёрных дыр удерживала вместе "здание" галактики. Не было бы никаких спиралей, никаких рукавов и никаких прочих вариантов галактической внешности, если бы всё это не поддерживал какой-то таинственный невидимый каркас, который в несколько раз мощнее, в несколько раз массивнее всего видимого вещества, вместе взятого. Этот невидимый каркас и назвали тёмным веществом, тёмной материей. Поскольку это нечто имеет такую огромную массу, то учёные понимают, что это какое-то вещество. А вот какое оно, что оно собой представляет, приходится предполагать, строить теории и сравнивать результаты теоретических расчётов с данными реальных наблюдений.

И в основном принято предполагать, что эта тёмная материя такова, что она в принципе, кроме как гравитационно, больше вообще никак не взаимодействует не только с "нормальной" материей, но и между собой, между своими гипотетическими частицами. То есть о ней говорят "холодная тёмная материя". Но тогда должна получаться не совсем та картина, которая обозревается в реальности.

Вот возьмём материю самую обыкновенную, атомную, понятную, которая классифицирована Менделеевым и которая, как теперь выясняется, составляет редкостные, драгоценные 4% Вселенной. И, к примеру, возьмём наше Солнце: у него внутри в основном водород и гелий. В солнечном ядре между атомами водорода идут термоядерные реакции, выделяется огромная энергия, оттого и горят звёзды. И эти термоядерные реакции являются временным препятствием для гравитации: они не дают веществу сжиматься под действием собственной массы. Когда весь водород наконец переработается в гелий, это термоядерное препятствие исчезнет, ядро немедленно сколлапсирует, оно станет меньше Земли и останется в таком виде ещё на долгие миллиарды лет. Такие бывшие звёздные ядра и называются белыми карликами.

А если, кроме гравитации, никакого другого взаимодействия нет, то, собственно, ничто не может никак гравитации мешать. А тогда в центре невидимой основной части галактики должна быть такая чудовищная плотность, которая реальным данным измерений не соответствует. Учёные оценивают скорости движения звёзд в галактике и по разнице в этих скоростях делают вывод о том, в какой степени тёмная материя на них своей гравитацией влияет. И по скоростям в карликовой галактике Чаша II они делают вывод, что плотность тёмной материи там почему-то загадочно низкая. Допустим, это так оттого, что влияет мощнейшее притяжение хозяйской большой галактики Млечный Путь. Но тогда бы гравитация Млечного Пути к себе перетягивала любую материю без разбора, а Чаша II как таковая была бы в размерах гораздо меньше.

Поэтому астрофизики и приходят ко второй версии тёмной материи: что с обыкновенным веществом она никак не общается, кроме как силой притяжения, но между друг другом эти предполагаемые частицы тёмного вещества как-то взаимодействуют, они как-то обмениваются энергией, может быть, передают тепло и так далее, и это вносит свои поправки и гравитации отчасти противодействует. Эта версия тёмной материи называется самовзаимодействующей тёмной материей. В таком варианте своей природы она очень хорошо объясняет положение дел в удивительной спутниковой галактике Чаша II. И если эта версия окажется верной, то предстоит искать ответ на следующий вопрос: что же там действует за сила, которая на нас никак не распространяется.