Тёмная материя может взаимодействовать с обычной материей не только через гравитацию

Все наши наблюдения говорят о том, что тёмную материю и свет объединяет только гравитация. Например, когда тёмная материя группируется вокруг галактики, её гравитационное притяжение может отклонять свет. Благодаря этому мы можем составить карту распределения тёмной материи во Вселенной, наблюдая за тем, как свет гравитационно линзируется вокруг неё.

Мы также знаем, что тёмная и обычная материя взаимодействуют гравитационно. Притяжение тёмной материи заставляет галактики собираться в суперскопления.

Но без ответа остаётся вопрос о том, взаимодействуют ли тёмная и обычная материи только гравитационно. Если атом и частица тёмной материи пересекаются, действительно ли они просто проходят сквозь друг друга?

Поскольку мы не наблюдали частицы тёмной материи напрямую, мы можем только предполагать, но большинство моделей тёмной материи утверждают, что гравитация — единственная общая связь со светлой и обычной материей. Тёмная и обычная материя сгущаются вокруг друг друга, но не сталкиваются и не сливаются, как межзвёздные облака.

Однако новое исследование показывает, что они взаимодействуют, что может раскрыть тонкие аспекты загадочной материи. В исследовании рассматриваются шесть сверхтусклых карликовых галактик, СКГ. Это галактики-спутники Млечного Пути, в которых, похоже, гораздо меньше звёзд, чем можно было бы предположить по их массе.

Это объясняется тем, что они состоят в основном из тёмной материи. Если обычная и тёмная материя взаимодействуют только гравитационно, то распределение звёзд в этих маленьких галактиках должно следовать определённой схеме. Если же тёмная и обычная материя взаимодействуют напрямую, то это распределение будет перекошенным.

Чтобы проверить это, команда провела компьютерное моделирование обоих сценариев. Они обнаружили, что в модели без взаимодействия распределение звёзд должно быть более плотным в центре СКГ и более рассеянным по краям.

В модели, учитывающей взаимодействие, распределение звёзд должно быть более равномерным. Сравнив эти модели с наблюдениями за шестью галактиками, учёные обнаружили, что модель со взаимным взаимодействием описывает действительность немного лучше.

Похоже, что тёмная и обычная материя взаимодействуют не только благодаря гравитационному притяжению. У нас пока недостаточно данных, чтобы точно определить природу взаимодействия, но сам факт наличия взаимодействия удивляет.

Это означает, что наши традиционные модели тёмной материи, по крайней мере, частично ошибочны. Это также может указать путь к новым методам прямого обнаружения тёмной материи.