НОВОСТИ НАУКИ
Исходя из современных представлений, темная материя начала сжиматься в сгустки вскоре после Большого взрыва. Многие из них объединялись и образовывали более протяжённые структуры, такие, как массивные облака темной материи, в которые погружены галактики.
Группа ученых из университета штата Висконсин (США) под руководством Этана Сигеля предложила новый способ обнаружения сгустков темной материи, возможно, располагающихся неподалеку. Для решения этой задачи предлагается использовать наблюдения за пульсарами.
Напомним, что пульсары — это очень маленькие сверхплотные звезды, известные еще как нейтронные звезды, которые образовались после вспышек сверхновых. Их обнаружили в 60-х годах XX века благодаря приходящим от них периодическим импульсам в радио и рентгеновском диапазонах. Импульсы вращающегося пульсара достигают Земли с такой регулярностью, какую могут обеспечить самые точные часы.
В соответствии с теорией относительности Эйнштейна, любой объект, обладающий массой, пусть даже состоящий из темной материи, искривляет пространство-время вокруг себя. Это означает, что сгусток темной материи, который движется на пути радиоимпульса от пульсара к Земле, изменяет время его прихода к наблюдателю. Если этот сгусток невелик по массе, а значит и по размерам, это может быть замечено наблюдателями на Земле.
Сигель и его единомышленники полагают, что наряду с массивными сгустками темной материи во Вселенной присутствует значительное количество малых сгустков, которые не слились в нечто большее и продолжают перемещаться, в частности, в пределах нашей Галактике. По оценкам ученого, около 100 триллионов таких сгустков массой от 20 до нескольких тысяч земных масс, могут скитаться по Млечному Пути. Поэтому, измеряя с высокой точностью время прихода импульса, можно попытаться обнаружить сгустки темной материи, оказавшиеся на его пути.
Не исключено, что наблюдения пульсаров могут прояснить вопрос о составе темной материи. Масса частиц, из которых она состоит, и их склонность к взаимодействию друг с другом влияют на плотность сгустков темной материи: а чем плотнее сгусток, тем быстрее должна меняться интенсивность сигнала от пульсара, «затененного» сгустком. Ограничение размеров сгустков темной материи также должно зависеть от ее состава: если она состоит из частиц, предлагаемых теорией суперсимметрии (таких, например, как нейтралино), масса сгустков не может быть менее 20 земных масс.
Ученые из Амстердамского университета в Нидерландах Алессия Галандрис и Саймон Портегис Цварт нашли свидетельства существования средних по размерам черных дыр, масса которых лишь в тысячу раз превышает массу Солнца.
О том, что в центрах галактик существуют сверхмассивные черные дыры с массой, в миллионы и миллиарды раз превосходящей массу Солнца, известно давно. Некоторые астрофизики считают, что такие черные дыры образуются спонтанно. Другие ученые придерживаются мнения, что до больших размеров сверхмассивные черные дыры разрастаются постепенно после возникновения. В этом случае можно говорить о возможности существования черных дыр среднего размера. Однако, до недавнего времени ученые не располагали данными об их присутствии в космическом пространстве.
Голландские ученые обосновали возможность существования средних черных дыр. Исследователи наблюдали за ускоряющейся звездой, находящейся неподалеку от карликовой галактики Большое Магелланово облако (она является спутником нашей Галактики — Млечного пути). Эта звезда перемещается со скоростью порядка 700 километров в секунду, что намного выше скорости движения других звезд.
Считается, что другие так называемые «гиперзвуковые» звезды, движущиеся с большими скоростями, ускоряются сверхмассивной черной дырой в нашей Галактике. Однако звезда, находящаяся неподалеку от Большого Магелланового облака, слишком молода, чтобы проделать такой путь от центра Млечного пути. По мнению исследователей, с большой долей вероятности звезда была разогнана средней по размерам черной дырой в Большом Магеллановом облаке. В пользу данного предположения говорит тот факт, что Большое Магелланово облако содержит два звездных скопления примерно того же возраста, что и ускоряющаяся звезда. Кроме того, плотность звезд в этих скоплениях достаточно высока для того, чтобы в результате их столкновений возникла черная дыра.