Физици от MIT подозират липса на тъмна материя в ядрото на Млечния път

Физици от Масачузетския технологичен институт (MIT) откриха изненадващ обрат в кривата на въртене на Млечния път, който поставя под въпрос разбирането ни за тъмната материя. Проследявайки скоростта на звездите в галактиката, те са открили потенциален дефицит на тъмна материя в ядрото на галактиката Млечен път.

Традиционно астрономите смятаха, че тъмната материя е отговорна за въртенето на галактиката. Новият анализ обаче повишава възможността гравитационният център (ядро) на Млечния път да е с по-лека маса, отколкото се смяташе досега.

Ролята на тъмната материя

И така, какво представлява тъмната материя? Учените смятат, че тя е хипотетична субстанция във Вселената, защото обяснява защо галактиките се въртят така, както се въртят. Смята се, че тъмната материя е съставена от частици, които не взаимодействат със светлината, поради което е невъзможно да бъдат видени директно. Единственият начин да се открие тъмната материя е чрез гравитационното ѝ въздействие върху видимата материя, като звезди и галактики.

Екипът анализира данни от инструментите Gaia и APOGEE. Gaia е орбитален космически телескоп, който проследява точното местоположение, разстоянието и движението на повече от 1 милиард звезди в Млечния път. APOGEE е наземно проучване.

Учените анализираха измерванията на Gaia за над 33 000 звезди

Включително някои от най-отдалечените в галактиката, като определиха кръговата скорост на всяка звезда, като се има предвид разстоянието ѝ от центъра на галактиката.

Учените съпоставиха скоростта на всяка звезда с разстоянието до нея, за да създадат крива на въртене, представяща колко бързо се върти материята на дадено разстояние от центъра на галактиката. Екипът установи, че външните звезди се въртят малко по-бавно от очакваното, което показва, че галактическото ядро е по-леко.

„Това, което наистина ни изненада, беше, че тази крива остава плоска, плоска до определено разстояние, а след това започва да се срива. Това означава, че външните звезди се въртят малко по-бавно от очакваното, което е много изненадващ резултат.“

казва Лина Нециб, доцент по физика в MIT

Резултатите на екипа са докладвани в списанието Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Въртенето на Млечния път се задвижва отчасти от цялата материя, която се завихря в неговия диск. През 70-те години на миналия век астрономът Вера Рубин забелязва, че галактиките се въртят по начин, който не може да бъде задвижван единствено от видимата материя. Тя стига до заключението, че някакъв друг вид невидима материя трябва да действа на далечните звезди, за да им даде допълнителен тласък. Оттогава астрономите наблюдават подобни криви в далечни галактики, което потвърждава присъствието на тъмната материя. Едва наскоро астрономите се опитаха да нанесат кривата на въртене в нашата галактика със звезди.

Екипът установи точните разстояния за повече от 33 000 звезди и създаде 3D карта на звездите, разпръснати в Млечния път

След това те включиха тази карта в модел на кръговата скорост, за да симулират колко бързо трябва да се движи всяка звезда, като се има предвид разпределението на всички останали звезди в галактиката. Те забелязаха, че новата крива се понижава по-силно от очакваното във външния край. Това предполага, че ядрото на Млечния път може да съдържа по-малко тъмна материя, отколкото се предполагаше досега.