Моделирование показывает, как может выглядеть темная материя

Точность любого моделирования темной материи зависит от представлений о ней. В этот раз ученые предположили, что она состоит из слабо взаимодействующих массивных частиц(СВМЧ) с массой примерно в 100 раз больше, чем у протона. СВМЧ — одна из самых популярных теорий темной материи. Компьютерное моделирование на ее основе проводилось и раньше, но в этот раз ученые сделали свою работу в исключительно высоком разрешении.

В новой модели темная материя образовалась в гало вокруг галактик. Гало - это атмосферное оптическое явление, характеризуемое возникновением вторичного свечения вокруг источника света. Было обнаружено, что гало развиваются во всех масштабах масс, от небольших гало-планет до гало галактик и массивных гало, которые образуются вокруг скоплений галактик. Эти ореолы имеют аналогичную структуру, где самые плотные располагаются в центре, а слабые по краям. Тот факт, что это происходит во всех масштабах, делает явление особенностью темной материи.

Хотя мелкомасштабные гало слишком малы, чтобы их можно было обнаружить по их гравитационному влиянию на свет, они могут рассказать о взаимодействиях внутри темной материи. Одна из идей состоит в том, что когда ее частицы сталкиваются, они испускают гамма-излучение. Некоторые наблюдения намекают на избыток гамма-излучения, исходящего из центра нашей галактики, который может быть вызван темной материей. В новой модели большая часть гамма-излучения, производимого темной материей, будет исходить от гало меньшего размера.

Поскольку масштаб ореола может влиять на энергетический спектр гамма-лучей, модель делает конкретные прогнозы об избытке гамма-лучей, который ученые должны наблюдать как в Млечном Пути, так и в других галактиках. Темная материя остается одной из самых больших нерешенных проблем современной астрономии. Пока ученые не нашли ее напрямую, подобные симуляции являются одним из самых мощных инструментов для ее изучения.