Tumšās matērijas detektīvi gandrīz neko nezina par tumšo matēriju, bet tagad viņi to zina: Veco galaktiku bārkstīs tā rīkojas savādāk nekā jaunajās.
Tumšā matērija ir sīkumi, kurus mēs nevaram redzēt Visumā. Tas veido lielāko daļu masas Visumā, bet neizstaro gaismu. Tomēr tas visu velk ar smagumu. Viss Visumā darbojas tā, it kā to vilktu lieli, smagi mākoņi, ko mēs nevaram redzēt. Astronomi vienkārši nav pārliecināti, kas tas ir.
Jauns raksts, kas publicēts 3. janvārī žurnālā Mēneša paziņojumi par Karalisko astronomijas biedrību, tomēr palīdz to sašaurināt.
Lielākā daļa tumšās matērijas, par kuru zinātnieki zina, pastāv "halos" vai mākoņos galaktikās. Bet pastāv problēma: saskaņā ar datoru simulācijām šie serdeņi neuzvedas tā, kā vajadzētu.
Kad pētnieki modelē tumšās matērijas halosu izturēšanos, šīs struktūras parasti veido noteiktas formas: blīvas tumšās vielas bumbiņas galaktiku centros, ko ieskauj mākoņainie sīkumi. Astronomi to sauc par tumšās matērijas sadalījumu. Bet patiesībā daudzas galaktikas uzvedas tā, it kā to tumšā matērija riņķotu galaktikas ārējos apgabalos, apņemot “kodolu”, kas ir vairāk vai mazāk tukšs no neredzētā materiāla. Astronomi šo neatbilstību sauc par “cusp-core” problēmu.
Populārais skaidrojums kodolproblēmas problēmai, ko dēvē par “Self Interacting Dark Matter” (SIDM) modeli, liek domāt, ka tumšā matērija eksistē ne tikai ārpus fizikas, kuru mēs varam tieši atklāt un saprast, bet arī darbojas uz pati izmantojot nezināmus spēkus. Ja tumšās matērijas mijiedarbība ar sevi atšķiras no mijiedarbības ar parasto matēriju, tas varētu izskaidrot, kā tai ir izdevies pārvietoties no galaktiku centriem uz to malām.
Bet šis skaidrojums varētu būt pārāk sarežģīts, liecina jaunais pētījums.
Cits spēks varētu izvadīt tumšo vielu no galaktiku centra: tumšās vielas sildīšana. Tas attiecas uz intensīvu enerģiju un vēju, ko rada zvaigžņu veidošanās, izmetot tumšo vielu no galaktiku centriem (kur veidojas lielākā daļa jauno zvaigžņu). Bet par šo fenomenu nav tiešu pierādījumu, un pat ja tādi būtu, nav skaidrs, vai šāda karsēšana būtu pietiekami spēcīga, lai izskaidrotu neatbilstību starp tumšās vielas izplatības modeļiem un to, ko novērojumi rāda.
Šis jaunais dokuments tomēr liek domāt, ka tumšās vielas sildīšana ir pareizais skaidrojums.
Autori izpētīja 16 punduru galaktikas, kas aptuveni sadalītas divās kategorijās: galaktikas, kas pārstāja veidot zvaigznes pirms miljardiem gadu, un galaktikas, kas pēdējā laikā pārstāja veidot zvaigznes vai joprojām veido zvaigznes.
Pētnieki atklāja, ka vecākām, mazāk aktīvām galaktikām parasti bija tumšās matērijas saknes - reģioni to centros ar daudz tumšās vielas. Aktīvākām galaktikām parasti bija tukšas serdes.
Jaunie atklājumi liek domāt, ka tumšās vielas sildīšana ir reāla un tai ir būtiska loma tumšās vielas uzvedībā, rakstīja pētnieki. Galaktikām, kuras jau sen pārstāja veidot zvaigznes, arī bija mazāk enerģijas, lai izvilktu tumšo vielu no galaktikas centra. Šajos gadījumos tumšā matērija izturējās tā, kā vienkāršie modeļi to paredz. Aktīvākām zvaigznēm veidojošajām galaktikām bija vairāk sildīšanas, un tas tur tumšo vielu lika atšķirties no modeļiem.
Ja šis atradums ir pareizs, tas sašaurina tumšās matērijas iespējas, kaut arī ne dramatiski: Tam vienkārši jābūt kaut kam, kas būtu izpūstas no galaktikas centra ar daudzām jaunām zvaigznēm. Un šis rezultāts var nozīmēt, ka nav nepieciešams ierosināt visa veida dīvainas tumšās vielas īpašības, lai izskaidrotu vielas izturēšanos.
Tomēr joprojām nekas nav skaidrs. Pētnieki savā dokumentā atzina, ka paļaujas uz tumšās matērijas imitēšanas metodēm, kuras ir kritizētas. Tur varētu būt arī citas galaktikas ar īpašībām kaut kur starp spaiļu un serdeņu modeļiem, kas sarežģītu jaunos atradumus.
Pagaidām tumšās vielas detektīvi var sagādāt vēl vienu pierādījumu saviem ziņojumu dēļiem, kas pārklāti ar sarkanu stīgu.
