Według artykułu opublikowanego w czasopiśmie MNRAS The Hubble Orbiting Observatory wykonało niezwykłe zdjęcia dużych gromad galaktyk, których mieszkańcy „drżą”, poruszając się wokół wspólnego środka masy, wskazując na obecność nieznanych właściwości w zachowaniu ciemnej materii.
„Odkryliśmy, że najjaśniejsze galaktyki w takich gromadach„ drżą”, poruszając się wokół punktu, w którym nagromadziła się ciemna materia. Oznacza to, że gęstość ciemnej materii w centrum gromady nie jest tak duża, jak przewidują obecne teorie, ale znacznie niższa. Wszystko to sugeruje, że w centralnej części gromad obecna jest jakaś egzotyczna forma ciemnej materii”- powiedział David Harvey z Federal Polytechnic School w Lozannie w Szwajcarii.
Naukowcy przez długi czas wierzyli, że Wszechświat składa się z materii, którą widzimy i która stanowi podstawę wszystkich gwiazd, czarnych dziur, mgławic, gromad pyłu i planet. Jednak pierwsze obserwacje prędkości gwiazd w pobliskich galaktykach pokazały, że gwiazdy na ich obrzeżach poruszają się w nich z niewiarygodnie dużą prędkością, która była około 10 razy większa niż pokazały obliczenia oparte na masach wszystkich gwiazd w nich.
Przyczyną tego, według dzisiejszych naukowców, była tak zwana ciemna materia - tajemnicza substancja, która stanowi około 75% masy materii we Wszechświecie. Zwykle każda galaktyka ma około 8-10 razy więcej ciemnej materii niż jej widzialny kuzyn, a ta ciemna materia utrzymuje gwiazdy na miejscu i zapobiega ich rozpraszaniu.
Dziś prawie wszyscy naukowcy są przekonani o istnieniu ciemnej materii, ale jej właściwości, oprócz oczywistego wpływu grawitacji na galaktyki i gromady galaktyk, pozostają tajemnicą i przedmiotem kontrowersji wśród astrofizyków i kosmologów. Naukowcy przez długi czas przypuszczali, że składa się on z superciężkich i „zimnych” cząstek - „mięczaków”, które nie manifestują się w żaden sposób, poza przyciąganiem widocznych skupisk materii.
Nieudane poszukiwania „WIMP” w ciągu ostatnich dwudziestu lat doprowadziły wielu teoretyków do przekonania, że ciemna materia może w rzeczywistości być „lekka i puszysta” i składać się z tak zwanych aksionów - ultralekkich cząstek o masie i właściwościach podobnych do neutrin. Inni badacze z kolei sugerują, że ciemna materia może składać się z kilku różnych składników, z których jeden lub więcej może się stopniowo rozpadać.
Harvey i jego koledzy odkryli pierwsze ślady istnienia tak egzotycznych form ciemnej materii, obserwując za pomocą Hubble'a dziesięć największych gromad galaktyk w bezpośrednim sąsiedztwie Drogi Mlecznej, których masa przekracza Słońce o około 100 bilionów razy.
Naukowców interesowały dwie rzeczy - w jaki sposób galaktyki były rozmieszczone w całej gromadzie oraz w jaki sposób najjaśniejsi mieszkańcy tych „gwiezdnych rodzin” poruszali się, gdy pojawili się w nich nowi członkowie. Aby ujawnić te właściwości gromad, astronomowie obliczyli zachowanie ich wirtualnych odpowiedników za pomocą superkomputerów, a następnie porównali zgodność rzeczywistych zdjęć i wyników symulacji.
Film promocyjny:
Okazało się, że trajektorie ruchu wszystkich dużych i jasnych galaktyk w tych dziesięciu gromadach nie pokrywały się z tym, co pokazały obliczenia teoretyczne - nieustannie „gubiły się” i „drżały”, obracając się wokół wspólnego środka masy i nie poruszały się ściśle w linii prostej. zgodnie z przewidywaniami teorii.
Takie drżenie, jak sądzą teraz Harvey i jego koledzy, wynikało z faktu, że w centrach tych gromad nie ma jednego, ale kilka „jąder” bardzo gęstych skupisk ciemnej materii. Ich istnienia nie przewidują klasyczne teorie kosmologiczne opisujące właściwości tej tajemniczej substancji, a jeśli zostanie potwierdzone odkrycie Hubble'a, to po raz pierwszy naukowcy będą mogli mówić o odkryciu pierwszych rzeczywistych śladów „nowej fizyki”.