В работе, опубликованной 22 января в издании Physical Review Letters, интернациональная команда астрофизиков дала первое представление: ответ данной тайны, это складывается, находится среди некоторых самых ветхих звезд в галактике.«По существу эти ветхие звезды действуют как видимые спидометры для невидимой чёрной материи, измеряя ее распределение скорости около Почвы», сообщил Марианджела Лизанти, доцент физики в Принстонском университете. «Вы имеете возможность думать о самых ветхих звездах как о ярком трассирующем боеприпасе для чёрной материи. Сама чёрная материя, которую мы ни при каких обстоятельствах не будем видеть, по причине того, что она не излучает свет ни до какой заметной степени – это легко невидимо для нас, что есть, из-за чего было так тяжело сообщить что-либо конкретное об этом».
Дабы выяснить, какие конкретно звезды ведут себя как невидимые и необнаружимые частицы чёрной материи, Lisanti и ее коллеги, перевоплощённые к компьютерному моделированию, Eris, что применяет суперкомпьютеры, дабы копировать физику галактики Млечного пути, включая чёрную материю.«Отечественная догадка была то, что имеется некое подмножество звезд, каковые, по некоторым обстоятельствам, будут соответствовать перемещениям чёрной материи», сообщил Джона Херцог-Арбайтман, соавтор и студент на бумаге. Его работа с Lisanti и ее сотрудниками лето по окончании его первого года в Принстоне превратилось в одну из его младших бумаг и содействовало данной статье в издании.Херцог-Арбайтман и Лина Некиб в Калифорнийском технологическом университете, второй соавтор на бумаге, произвели бессчётные сюжеты от данных Eris, каковые сравнили разные особенности чёрной материи к особенностям разных подмножеств звезд.
Их громадный прорыв произошёл, в то время, когда они сравнили скорость чёрной материи к той из звезд с разными «железными особенностями» либо отношения тяжелых металлов к более легким элементам.Кривая, воображающая чёрную материю, совпала красиво со звездами, у которых имеется мельчайшее количество тяжелых металлов: «Мы видели, что все выстроилось в линию», сообщил Лизанти.«Это был один из тех хороших примеров достаточно разумной идеи, трудящейся достаточно проклятый прекрасно», сообщил Херцог-Арбайтман.Астрологи знали на протяжении многих лет, что железные особенности могут служить полномочием для возраста звезды, поскольку металлы и другие тяжелые элементы организованы в слияниях и сверхновых звёздах нейтронных звезд.
У мелких галактик, каковые слились с Млечным методом, в большинстве случаев, имеется относительно меньше этих тяжелых элементов.Ретроспективно, корреляция между чёрной материей и самыми ветхими звездами не должна быть необычной, сообщил Некиб. «У чёрной материи и этих ветхих звезд имеется те же самые начальные условия: они начали в том же самом месте, и у них имеется те же самые свойства… так в конце дня, оно имеет суть, что они оба действуются на лишь через силу тяжести», сообщила она.Из-за чего это имеет значение
С 2009 исследователи пробовали замечать чёрную материю конкретно, помещая весьма плотный материал – довольно часто ксенон – глубочайший метрополитен и ожидая чёрной материи, которая течет через планету, дабы взаимодействовать с ним.Lisanti выдержал сравнение эти «прямое обнаружение» опыты к игре в бильярд: «В то время, когда частица чёрной материи рассеивается от ядра в атоме, столкновение подобно двум бильярдным шарам, поражающим друг друга.
В случае если частица чёрной материи будет значительно менее большой, чем ядро, то ядро не переместится весьма по окончании столкновения, которое делает его вправду тяжело, дабы подметить, что что-либо случилось».Вот из-за чего ограничение скорости чёрной материи так принципиально важно, растолковала она.
В случае если частицы чёрной материи и медленные и легкие, у них не имело возможности бы быть достаточного количества кинетической энергии переместить ядерные «бильярдные шары» по большому счету, даже если они имеют привкус прямо в одного.«Но в случае если чёрная материя прибывает в перемещение стремительнее, это будет иметь больше кинетической энергии. Это может расширить шанс, что в том столкновении, отдача ядра будет больше, так, Вы были бы в состоянии видеть его», сообщил Лизанти.
Первоначально, ученые ожидали видеть хватает взаимодействий частицы – достаточно движущихся бильярдных шаров – дабы быть в состоянии взять скорость и массу частиц чёрной материи. Но, Лизанти сообщил, «мы ничего еще не видели».Так вместо того, дабы применять сотрудничества, дабы выяснить скорость, исследователи как Lisanti и ее сотрудники сохраняют надежду щелкнуть сценарием и применять скорость, дабы растолковать, из-за чего прямые опыты обнаружения ничего еще не нашли.Неудача – по крайней мере, до сих пор – прямых опытов обнаружения ведет к двум вопросам, сообщил Лизанти. «Как я когда-либо планирую выяснить, каковы скорости этих вещей?» и «Разве мы ничего не видели, по причине того, что имеется что-то второе в распределении скорости, чем мы ожидали?»
Наличие полностью свободного метода создать скорость чёрной материи имело возможность оказать помощь пролить свет, довольно которого, сообщила она. Но до сих пор, это лишь теоретически. Настоящая астрономия не поймала до богатства данных, произведенных моделированием Eris, так, Lisanti и ее коллеги еще не знают, как скоро самые ветхие звезды отечественной галактики перемещаются.К счастью, та информация планирует прямо на данный момент телескопом Gaia Космического агентства ЕС, что просматривал Млечный путь с июля 2014.
До сих пор информация о лишь мелком подмножестве звезд была выпущена, но полный комплект разрешённых будет включать намного больше данных практически по миллиарду звезд.«Достаток данных по горизонту из текущих и грядущих звездных обзоров обеспечит неповторимую возможность осознать эту фундаментальную собственность чёрной материи», сообщил Лизанти.