Невидимые «бродячие волны» темной материи могут менять орбиты звезд

Новое исследование предполагает, что гигантские "бродячие волны" из невидимой темной материи могут нарушать орбиты звезд в бинарных системах. Это открытие может помочь раскрыть природу одной из самых загадочных субстанций во Вселенной.

Астрономы десятилетиями собирали убедительные доказательства существования темной материи, которая составляет около 85% массы почти каждой галактики. Ранее ученые предполагали, что темная материя может быть новым типом частиц, известных как слабо взаимодействующие массивные частицы (WIMP), которые взаимодействуют только посредством гравитации и слабого ядерного взаимодействия. Однако эксперименты, направленные на поиск следов WIMP на Земле, не принесли результатов, и модель WIMP столкнулась с трудностями при согласовании плотностей вещества в ядрах галактик.

В связи с этим внимание ученых сместилось к альтернативной модели, в которой частица темной материи предельно легка — легче даже, чем самая легкая известная частица, нейтрино. В таких моделях частица темной материи настолько легка, что на масштабах солнечной системы и больше она ведет себя скорее как волна.

Команда астрономов из Китая анализировала эту модель, исследуя способы обнаружения такого рода темной материи. В результате исследований ученые предположили, что ультралегкая темная материя не стремится сквозь космос, как крошечные пули, а скорее перетекает через галактики, подобно огромному, невидимому океану.

Особый интерес представляют солитоны — это крупные, но полностью невидимые волны, переносящиеся через галактику. Несмотря на их слабое гравитационное влияние, размеры солитонов достаточны, чтобы воздействовать на орбиты звезд в широких бинарных системах. Астрономы отметили все широкие бинарные пары в каталоге Gaia, содержащем данные о миллиарде звезд, ближайших к Солнцу, для будущих наблюдений. Если такие пары начнут отдаляться друг от друга, это может быть вызвано влиянием солитонов.

Исследование предполагает, что наблюдение за эволюцией бинарных звезд может стать чрезвычайно чувствительным методом обнаружения ультралегкой темной материи, возможно, более эффективным, чем любая лаборатория на Земле. Таким образом, странные изменения в поведении бинарных звезд могут дать нам первые подсказки о природе темной материи.