Телескоп «Джеймс Уэбб» помог раскрыть загадку состава темной материи

Хотя скрытая масса формирует львиную долю вещества во Вселенной, астрофизики до сих пор изучают её преимущественно по гравитационному следу, оставляемому на видимых космических объектах. Общепринятая стандартная теория утверждает, что эти неуловимые частицы практически не контактируют между собой. Тем не менее существует альтернативная гипотеза, допускающая внутреннее взаимодействие тёмной материи, способное трансформировать конфигурацию её скоплений. Проверить это предположение позволили новейшие данные космической обсерватории «Джеймс Уэбб» (JWST).

Исследователи проанализировали 29 удалённых квазаров, питаемых сверхмассивными чёрными дырами. Каждый из них расщепляется на четыре проекции благодаря феномену гравитационного линзирования: массивные галактики, лежащие на луче зрения, искривляют пространственно-временной континуум и транслируют свет по нескольким маршрутам одновременно. Наличие массивных преград между источником и телескопом приводит к колебаниям яркости этих проекций. Подобные флуктуации служат индикатором присутствия скрытых сгустков материи, зафиксировать которые иными способами крайне затруднительно.

Учёные сопоставили полученные снимки с теоретическими моделями, описывающими различные характеристики тёмной субстанции. Согласно сценарию с самовзаимодействием, её ореолы со временем претерпевают эволюцию: сперва их центральная плотность снижается, после чего наступает гравитационный коллапс со стремительным уплотнением ядра. Подобные образования оказывают более мощное влияние на излучение далёких квазаров, что способно прояснить природу зафиксированных аномалий.

Эмпирические результаты точнее коррелируют с концепцией, допускающей коллапс части скоплений, нежели с классической моделью холодной тёмной материи. В зависимости от исходных допущений, байесовские коэффициенты в пользу нетривиального сценария превосходят стандартный от 6 до 24 раз. Данная метрика демонстрирует степень превосходства одной гипотезы над другой при анализе конкретного массивов данных.

Впрочем, у ортодоксального подхода остаётся лазейка: чтобы объяснить феномен без привлечения гипотезы самовзаимодействия, потребовалось бы постулировать существование колоссального числа миниатюрных сгустков тёмной материи и шаровых скоплений, чья плотность превышает теоретические прогнозы. Достоверно оценить масштабы таких популяций на космологических дистанциях чрезвычайно сложно, а выводы напрямую зависят от точности моделирования линз и динамики космических структур.

Следовательно, говорить о революционном открытии новых фундаментальных свойств пока преждевременно — речь идет лишь о многообещающей зацепке. Окончательно подтвердить или опровергнуть способность частиц тёмной материи взаимодействовать друг с другом позволят лишь последующие наблюдения и независимые исследования с применением альтернативных методик.

Источник: iXBT