Наблюдения, проведенные телескопом «Джеймс Уэбб» в скоплении Пуля, запустили новую волну дискуссий о темной материи

Один из основных доводов в поддержку гипотезы о темной материи получил новое развитие. Свежие исследования продемонстрировали неожиданную альтернативу.Изображение космического телескопа «Джеймс Уэбб» внутреннего региона кластера Пуля. Розовый цвет обозначает горячий газ, а распределение темной материи показано синим цветом. Согласно новому исследованию, нейтронные звезды и черные дыры могут объяснить гравитационный эффект замедления. Кредит: NASA, ESA, CSA, STScI, CXC; Джеймс Джи (Университет Йонсей, Калифорнийский университет в Дэвисе), Сангджун Ча (Yonsei Univ.), Кайл Финнер (Caltech/IPAC)Источник: https://phys.org/

Международная команда ученых изучила новые данные о знаменитом скоплении галактик Пуля (Bullet Cluster, 1E 0657-558) с использованием космического телескопа James Webb и пришла к выводу, что наличие темной материи не является обязательным для объяснения характеристик этого объекта. Работа опубликована в журнале Physical Review D. Без регистрации материал доступен на портале препринтов arXiv.

Четыре миллиарда лет спустя после космической «аварии»

Около 4 миллиардов лет назад два огромных скопления галактик столкнулись с скоростью более 2500 км/с. Межгалактический газ в процессе столкновения замедлился и значительно нагрелся, в результате чего его можно наблюдать как два ярких облака в рентгеновском диапазоне. Сами галактики практически беспрепятственно прошли друг через друга и оказались по разные стороны от газовых структур.

Это столкновение сделало Bullet Cluster одним из самых значимых объектов в космологии. Благодаря эффекту гравитационного линзирования астрономы установили, что максимальное искривление света наблюдается не в местах скопления видимого вещества, а вблизи. Долгое время это считалось одним из наиболее убедительных свидетельств существования темной материи — её гравитационное поле якобы изменяет направление фотонов.

Не темная материя, а звездные «остатки»?

Авторы нового исследования проверили альтернативную теорию MOND (модифицированная ньютоновская динамика), предложенную израильским физиком Мордехаем Милгромом еще в 1980-х. Ранее считалось, что именно кластер Пуля является одним из самых серьезных контраргументов к этой гипотезе.

Тем не менее, новые данные JWST позволили более точно оценить количество звезд в кластерах. Кроме того, ученые учли высокое содержание тяжелых элементов — железа и кислорода, которые образуются только в массивных звездах. После их смерти остаются нейтронные звезды и черные дыры. Исследователи пришли к выводу, что совокупный вклад таких компактных невидимых объектов может объяснить наблюдаемое гравитационное линзирование в рамках теории MOND.

По расчетам команды, даже если темная материя существует, ее количество в Пуле в предыдущих моделях было завышено как минимум в два раза.