Звёздные потоки перестали быть надёжными индикаторами тёмной материи

Новое компьютерное моделирование показало, что изгибы и разрывы в звёздных потоках могут возникать без участия тёмной материи. Астрономы выяснили, что неровности создаёт сама структура галактики — неравномерное распределение звёзд и их гравитация.

Большинство звёзд в Млечном Пути лежат почти в одной плоскости, напоминая блины на сковороде. Однако вокруг галактики всё устроено гораздо хаотичнее: тонкие цепочки звёзд — так называемые звёздные потоки — огибают её, словно шлейфы разорванных комет. Долгое время астрономы полагали, что любые искривления или разрывы в этих потоках указывают на присутствие тёмной материи — невидимого вещества, которое не излучает света, но воздействует на звёзды своей гравитацией.

Группа американских учёных решила проверить эту гипотезу с помощью масштабного компьютерного эксперимента. Они создали модели четырёх галактик, похожих на Млечный Путь, но полностью лишённых тёмной материи. В каждую из этих виртуальных систем исследователи поместили по тысяче звёздных потоков — всего около 15 тысяч объектов.

За пять миллиардов лет симулированного времени почти все потоки начали деформироваться: они изгибались, разрывались и образовывали плотные узлы. При этом виновником оказалась не загадочная тёмная материя, а сама внутренняя структура галактики. Звёзды в ней распределены неравномерно, и их гравитация создаёт «бугристый» космический ландшафт, который буквально растягивает и искривляет проходящие потоки.

Результаты оказались впечатляющими: из 15 тысяч смоделированных потоков лишь 70 сохранили идеально гладкую форму. Это означает, что подавляющее большинство неровностей возникает без всякого участия тёмной материи — просто за счёт гравитационного «шума» самой галактики.

Открытие заставляет пересмотреть многие предыдущие выводы. Учёные признают, что слишком поспешно связывали каждую волнистость в потоках с тёмной материей, не учитывая, насколько сложным и неоднородным может быть гравитационное поле обычной звёздной системы.

Теперь перед исследователями стоит новая задача: научиться отличать искажения, вызванные тёмной материей, от тех, что порождаются обычной звёздной гравитацией. В этом им поможет будущий телескоп имени Веры Рубин, который должен обнаружить сотни новых звёздных потоков. Сравнивая их форму с компьютерными моделями, астрономы надеются отделить «шум» галактики от истинных следов невидимого вещества.

Работа американских астрономов опубликована в авторитетном научном журнале The Astrophysical Journal и уже вызвала широкий резонанс в научном сообществе. Она не опровергает существование тёмной материи, но существенно сужает круг поиска её возможных проявлений, делая акцент на более тонких и точных методах наблюдения.