Как бихме могли да изучим нещо, което е невидимо? Това

Как бихме могли да изучим нещо, което е невидимо? Това е предизвикването, пред което астрономите, изследващи тъмната материя, са изправени.

Въпреки че тъмната материя съставлява 85 % от цялата материя във Вселената, тя не си взаимодейства със светлината. Може да бъде забелязана само чрез гравитационното въздействие, което оказва върху светлината и останалата материя. За да се усложни обстановката в допълнение, всички старания да засечем тъмната материя от Земята, са били несполучливи.

Въпреки всичко обаче ние въпреки всичко успяхме да научим няколко неща за нея. Знаем, че тъмната материя не е просто тъмна, само че студена. В резултат на това тя се скупчва дружно и образува „ семената “ на галактическите купове. Освен това постоянно образува и халота към галактиките и съставлява по-голямата част от тяхната маса.

Съществуват обаче голям брой други въпроси, на които към момента нямаме отговори. Ето за какво астрономите постоянно създават нови модели на тъмната материя и ги съпоставят с направените наблюдения, с цел да ревизират тяхната точност.

Един от вероятните способи за това е чрез комплицирани компютърни симулации.

Наскоро екип от центъра по астрофизика „ Харвард-Смитсониън “ организираха детайлна симулация на тъмната материя в галактическото пространство и получиха много изненадващи резултати.

Прецизността на симулацията на тъмна материя зависи от догатките, които човек прави за нея. В този случаи екипът е предположил, че тъмната материя се състои от едва взаимодействащи солидни частици (WIMP) с маса почти 100 пъти тази на протона.

Подобни симулации на тъмна материя от WIMP са правени и преди. Тази обаче е с впечатляващо висока резолюция и симулира характерности на в действителност великански мащаб.

В новата симулация тъмната материя се образува в халотата към галактиките – тъкмо както демонстрират и нашите наблюдения. Интересното в тази ситуация е, че тя открива, че халотата варират във връзка с масата си – от дребни с маса колкото планета до космически и даже солидни, които се образуват към космически купове.

Тези халота имат сходна конструкция – в центъра са плътни само че по покрайнините стават по-разредени. Фактът, че това се случва в границите на всички мащаби, го прави в присъща линия на тъмната материя.

Симулация на халота с тъмна материя във всички мащаби. Източник: J. Wang/S. Bose/Center for Astrophysics

Въпреки че дребните халота са прекомерно дребни, с цел да бъдат засечени чрез тяхното гравитационно въздействие върху светлината, те могат да ни покажат по какъв начин тъмната материя си взаимодейства със самата нея. Една от теориите е, че когато частиците на тъмната материя се сблъскат между тях, те излъчват гама радиация.

Наблюдения по въпроса демонстрират, че от центъра на нашата вселена се излъчват големи количества гама лъчи, които биха могли да бъдат формирани от тъмната материя. В този съответен модел по-голямата част от гама радиацията, създадена от тъмната материя, се получава от по-малките халота.

Тъй като мащабът на халото ще се отрази на енергийния набор на гама лъчите, този модел прави съответни догатки за непотребните количества гама лъчи, които би трябвало да забележим и в Млечния път, и в други галактики.

Тъмната материя остава една от най-големите неразгадани мистерии в актуалната астрономия. Въпреки че би било ужасно, в случай че можехме да я засечем непосредствено, на този стадий симулации като тази са едни от най-хубавите способи да я изучим в елементи.

Източник: Universe Today