Огромную часть Вселенной составляет черная материя, не подлежащая конкретному наблюдению. В результатах исследования, размещенных в журнальчике Nature, интернациональная научная группа употребляла суперкомпьютеры в Китае и Европе для роста масштаба обычной области виртуальной вселенной при помощи совсем беспримерного фактора, эквивалентного тому, который нужен для определения блох на поверхности полной Луны. Это позволило команде создать подробные снимки сотен виртуальных нимбов черной материи от самых огромных до самых малеханьких, ожидаемых в настоящей Вселенной.
Черная материя играет важную роль в галлактической эволюции. Галактики росли по мере остывания и конденсации газа в центре большущих сгустков черной материи, так именуемых нимбов либо гало. Сами нимбы сопротивляются общему расширению Вселенной за счет своей гравитации. Астрологи в состоянии сделать вывод о структуре огромных гало черной материи по свойствам галактик и газа снутри их, но у их нет инфы о нимбах, которые могут быть очень малеханькими, чтоб содержать галактику.
Художественное представление гало черной материи, окружающего Млечный Путь. Credit: L. Calcada/ESO
Самые огромные гало черной материи в современной Вселенной содержат большие скопления галактик. Их характеристики отлично исследованы, и они весят в квадриллион раз больше, чем наше Солнце. С иной стороны, неопознаны массы мелких нимбов черной материи. Теория черной материи, лежащая в базе новейшей модели, подразумевает, что их масса быть может сравнима с массой Земли. Таковых малеханьких гало было бы очень много, и они содержали бы значительную часть всей черной материи во Вселенной, но они оставались бы темными в протяжении всей галлактической истории, поэтому что звезды и галактики вырастают в нимбах, по последней мере, в миллион раз наиболее мощных, чем Солнце.
Исследователям потребовалось 5 лет, чтоб создать, протестировать и воплотить собственный «галлактический зум». Это позволило им изучить структуру гало черной материи всех масс от земной до огромных скоплений галактик, другими словами на 20 порядках масс.
«Умопомрачительно, но мы нашли, что все нимбы имеют весьма похожую внутреннюю структуру: они весьма плотные в центре, стают все наиболее диффузными наружу, а наиболее маленькие сгустки вращаются по орбите во наружных областях. Без масштабной линейки практически нереально отличить изображение гало черной материи громоздкой галактики от нимба с массой меньше солнечной. И это прямо обратно предшествующим гипотезам», – сказал Саймон Уайт из Института астрофизики Макса Планка (Германия).
Изображение звездообразующей галактики DSFG850.95, богатой черной материей. Голубым цветом показаны юные звезды, красноватым – пыль. Credit: Patrick Drew (UT Austin)/STScI/ALMA
Итог исследования имеет возможное практическое применение. Частички черной материи могут сталкиваться около центров нимбов и могут, согласно неким теориям, аннигилировать во всплеске энергетического (палитра) излучения. Новое моделирование масштабирования дозволяет ученым высчитать ожидаемое количество радиации для нимбов разной массы. Большая часть этого излучения может исходить от гало черной материи, очень малеханького, чтоб содержать звезды.
В дальнейшем гамма-обсерватории сумеют регистрировать это излучение, делая маленькие объекты «видимыми». Это подтвердило бы предполагаемую природу черной материи, которая в конце концов может оказаться не совершенно черной!
Источник: