Использование расширенной выборки пульсаров позволило создать карту тёмной материи в Млечном Пути

Команда исследователей из Университета Алабамы в Хантсвилле (UAH) под руководством доктора Суканьи Чакрабарти достигла значительного продвижения в изучении тёмной материи в пределах нашей галактики. Учёные разработали инновационный подход для использования единичных пульсаров при оценке гравитационных ускорений в Млечном Пути.

Ранее этот подход применялся к двойным пульсарам, но теперь исследователям удалось значительно расширить выборку, включив в неё изолированные пульсары. «У большинства пульсаров нет пар. В нашей новой работе мы демонстрируем, как эффективно удвоить количество пульсаров, подходящих для анализа тёмной материи в галактике», — объясняет Чакрабарти.

За счёт расширенной выборки учёные впервые смогли установить локальную плотность тёмной материи, осуществив прямые измерения ускорения. «В среднем, мы пришли к выводу, что в объёме, равном земному, тёмной материи содержится менее одного килограмма», — утверждает исследовательница.

Согласно современным научным представлениям, тёмная материя составляет более 80% всей материи во Вселенной и не взаимодействует с электромагнитным излучением, оставаясь невидимой для традиционных методов наблюдения. Новый метод позволяет выявить её воздействие на обычную материю косвенно.

Одним из значимых достижений стало измерение асимметрии в ускорениях пульсаров, вызванной гравитационным влиянием Большого Магелланова Облака — галактики-спутника, обращающейся вокруг Млечного Пути.

Моделирование процесса магнитного торможения пульсаров сыграло важнейшую роль в исследовании. Том Донлон, постдокторант UAH и главный автор исследования, поясняет: «Мощное магнитное поле пульсаров деформируется в процессе их вращения, вызывая трение. Они также испускают частицы с очень высокой скоростью, что ведёт к потере энергии».

Учёные разработали методику, позволяющую точно оценить величину магнитного торможения, что дало возможность включить в исследование как двойные, так и одиночные пульсары.

Новая методология позволяет измерять крайне малые ускорения, которые порождены воздействием тёмной материи в галактике. «Теперь мы можем перейти от измерения крупных ускорений к оценке мельчайших, на уровне около 10 см/с в течение десятилетия,» — подчеркивает Чакрабарти.

Это исследование открывает новые возможности в анализе распределения тёмной материи в пределах Млечного Пути и может поспособствовать значительному продвижению в понимании структуры нашей галактики и феномена тёмной материи в целом.

Источник: iXBT