На этом коллаже показаны изображения шести разных галактических скоплений, сделанные при помощи космического телескопа НАСА Хаббл. Кластеры были обнаружены во время попыток исследовать поведение темной материи в галактических скоплениях при их столкновении. В общей сложности ученые изучали 72 крупных столкновения кластеров. Использовав изображения с видимым светом, сделанные при помощи Хаббл, ученые увидели карту распределения звезд после столкновения, а также места расположения темной материи (окрашена в синий цвет).
Результаты наблюдений, осуществлявшихся при помощи двух мощных космических телескопов, оказались таковы: занимающая умы всего ученого сообщества темная материя, составляющая порядка 85% от всего объема материи во Вселенной, является еще более странной, чем было принято думать раньше.
Новое исследование дало ученым возможность выяснить, как темная материя взаимодействует с самой собой с течением времени. В результатах исследования, опубликованных 27-го марта в журнале «Science», представлена своего рода хронология. Использовав серии кластерных столкновений, ученые смогли показать, как взаимодействуют между собой облака темной материи, содержащейся в этих кластерах. По мнению Дэвида Харви, одного из руководителей исследования из швейцарской Федеральной политехнической школы Лозанны, наблюдение за темной материей во время таких «космических аварий» позволит ученым получить более конкретное представление о том, что она являет собой на самом деле.
Когда два галактических кластера сталкиваются, звезды, газ и темная материя взаимодействуют разными способами. Облака газа преодолевают сопротивление, замедляются и нередко даже останавливаются, тогда, как звезды пролетают мимо друг друга (иногда они могут столкнуться, но это происходит крайне редко). Изучая, что происходит в это время с темной материей, исследователи поняли, что, как и звезды, облака темной материи оказывают друг на друга лишь небольшое влияние.
Логично предположить, что если бы облака темной материи были равномерно распределены в каждом кластере, то при столкновении они, подобно облакам газа, очень сильно бы взаимодействовали и вступили в непосредственный контакт. Однако они скользят друг в друга плавно, вместо того, чтобы испытывать сопротивление. Впрочем, как отмечает соавтор исследования Ричард Мэсси из британского Даремского университета, каждое столкновение кластеров занимает несколько сотен миллионов лет. Поэтому человек может увидеть лишь стоп-кадр из одного ракурса. И только исследование большого количества столкновений позволяет более-менее точно собрать воедино весь «фильм».
Итак, определив, что частицы темной материи не испытывают сильного трения, находясь в непосредственной близости от частиц другого облака темной материи, ученые хотят выяснить, отталкиваются ли эти частицы друг от друга, подобно бильярдным шарам. Такое кинетическое взаимодействие могло бы объяснить свойство темной материи рассеиваться в огромных галактических столкновениях. Также исследователи хотят понаблюдать за поведением темной материи в столкновениях одиночных галактик, что происходит гораздо чаще, чем столкновения галактических кластеров.