Астрономия

Ученые выяснили, как темная материя распределена в галактиках

Subaru Telescope/National Astronomical Observatory of Japan

Международная команда исследователей выяснила, что темная материя в галактиках распределена по принципу «максимальной энтропии», то есть находится в равновесии наиболее вероятного состояния. Открытие проливает свет на природу этого мало изученного типа материи, составляющего 85% Вселенной. Статья опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics Letters.

Вселенная на 85% состоит из темной материи, однако этот тип вещества не участвует в электромагнитном взаимодействии и поэтому недоступен прямому наблюдению. Присутствие темной материи проявляется только в огромных масштабах и формирует структуры, намного превосходящие по размеру привычные планеты и звезды. Несмотря на важную роль этой материи в гравитационных взаимодействиях во Вселенной, о ее природе практически ничего не известно. Ученые из Канарского института астрофизики, Университетов Ла-Лагуна и Буэнос-Айреса показали, что темная материя в галактиках распределена по принципу «максимальной энтропии», то есть уже пришла в равновесие своего максимально беспорядочного и наиболее вероятного состояния.

«Тот факт, что равновесие было достигнуто за такое короткое по сравнению с возрастом Вселенной время, может быть результатом взаимодействия темной материи с обычной, в дополнение к их гравитационному взаимодействию. Природу этого явления еще предстоит исследовать», — рассказывает один из авторов статьи Игнасио Трухильо.

Ученые обнаружили максимальную энтропию темной материи в карликовых галактиках, в которых ее отношение к общему количеству материи выше, чем в более массивных галактиках, поэтому в них проще наблюдать эффект. Однако исследователи ожидают, что открытый ими принцип — общий для всех галактик.

Распределение материи в термодинамическом равновесии имеет гораздо более низкую среднюю плотность, чем раньше предполагали астрономы. Эта характеристика крайне важна для экспериментов, которые пытаются обнаружить темную материю по ее самоаннигиляции, процессу, когда две частицы взаимодействуют и исчезают. Вероятность столкновения зависит от плотности темной материи; чем она выше, тем вероятнее встреча частиц. Наконец, термодинамическое равновесие темной материи может объяснить профиль яркости галактик.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.