Небольшие спиральные галактики, найденные в последние годы, нарушают постулаты Стандартной модели физики, так как темная материя в них должна не только притягивать видимую материю, но и удерживать ее на месте иными способами.

"Эти мини-спиральные галактики могут быть порталом, который ведет нас в мир новой физики, выходящей за пределы стандартной модели и ее объяснений темной материи и темной энергии. Мы изучили 36 таких галактик, что достаточно для выведения статистических выводов, и обнаружили связь между структурой обычной материи, слагающей звезды и газ, и аналогичным свойством ее темной "сестры", — заявил Паоло Салуччи (Paolo Salucci) из института SISSA в Триесте (Италия).

Достаточно долгое время ученые считали, что Вселенная состоит из той материи, которую мы видим, и которая составляет основу всех звезд, черных дыр, туманностей, скоплений пыли и планет. Но первые наблюдения за скоростью движения звезд в близлежащих к нам галактиках показали, что светила на их окраинах движутся невозможно высокой скоростью, примерно в 10 раз выше, чем показывали расчеты.

Причиной этого, как сегодня считают ученые, была так называемая темная материя – загадочная субстанция, на чью долю приходится примерно 75% от массы материи во Вселенной. Как правило, в каждой галактике примерно в 8-10 раз больше темной материи, чем ее видимой "кузины", и эта темная материя удерживает звезды на месте и не дает им "разбежаться".

Сегодня, как рассказывает Салуччи, почти все ученые уверены в существовании темной материи, однако ее свойства, помимо ее очевидного гравитационного влияния на галактики и скопления галактик, остаются загадкой и предметом споров среди астрофизиков и космологов. Большинство ученых предполагает, что частицы темной материи, так называемые "вимпы", вряд ли взаимодействует с видимой материей как-то иначе, кроме как посредством гравитации.

Салуччи и его коллеги нашли первые свидетельства того, что это не так, наблюдая за недавно открытыми карликовыми галактиками в ближайших окрестностях Млечного Пути. Эти галактики похожи по своей форме и свойствам на Млечный путь, однако они в десятки и даже сотни раз меньше, чем наша Галактика.

Наблюдения за движением звезд внутри и на окраинах трех десятков таких "мини-галактик" раскрыли непонятный феномен – оказалось, что форма сгустков темной материи в таких звездных мегаполисах совпадала с тем, как выглядели сами галактики.

"К примеру, если видимая материя в галактике определенной массе будет сосредоточена в одном месте, то тогда темная материя будет делать то же самое. Аналогичным образом, если галактика будет сильно "растянута" и звезды в ней будут располагаться на большом расстоянии друг от друга, темная материя будет принимать схожую форму. Это очень сильный эффект, который нельзя объяснить при помощи Стандартной модели физики", — объясняет Салуччи.

Как отмечает ученый, схожие эффекты существуют и в более крупных галактиках, однако подобное распределение темной материи в них объяснялось раньше астрофизическими процессами, которые можно описать в рамках существующих сегодня представлений об устройстве Вселенной. Дальнейшие наблюдения за небольшими галактиками, как надеется Салуччи, помогут нам понять, как именно нарушается Стандартная модель и какими свойствами обладает темная материя.

Источник: журнал MNRAS