Цивилизация
Астрономы нашли в 5,7 миллиардах световых лет от Земли в направлении на созвездие Кита ещё одно место на небе, где обычное вещество и тёмную материю можно увидеть по отдельности. Поскольку два вида вещества одинаково охотно участвуют в гравитационном взаимодействии, которое правит на астрономических масштабах, обычно они сваливаются в одну и ту же гравитационную яму и их очень трудно отделить друг от друга.
Различить два вида материи помогло столкновение двух гигантских галактических скоплений MACSJ0025.4-1222. Обычный газ – через прямое столкновение атомов друг с другом и через взаимодействие вмороженных в него магнитных полей затормозился в месте столкновения. Облака же тёмной материи, которые очень слабо взаимодействуют друг с другом, пролетели дальше, не заметив столкновения. Сами галактики, который составляют лишь малую долю обычного вещества (межгалактический газ сильно разрежен, но занимает огромный объём), также по большей части пролетели мимо.
Два года назад, в августе 2006 года был найден первый случай такого столкновения – скопление галактик 1E 0657-56 в созвездии Киля, известное теперь, не иначе, как Bullet cluster, или «скопление Пуля». Изображение этого скопления, находящегося примерно вдвое ближе, показано на иллюстрации во врезе.
Пронаблюдать месторасположения тех и других помогли наблюдения в рентгеновском и оптическом диапазонах. Межгалактический газ в скоплениях галактик ярко светится в рентгене, поскольку, падая в эту потенциальную яму, частицы сильно ускоряются и при столкновениях друг с другом разогреваются до температур в миллионы кельвинов. Именно это свечение, показанное на иллюстрации тонами красного, и зафиксировал орбитальный телескоп Chandra.
Обнаружить, где прячется тёмная материя, которая ничего не излучает, помогло явление гравитационного линзирования – искривления лучей света при их прохождении около массивных объектов. Измеряя с помощью оптического Космического телескопа имени Хаббла небольшие искажения формы галактик, расположенных за MACS J0025, астрономы под управлением Маруси Брадач из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (она же нашла и «Пулю») смогли выяснить распределение основной тяготеющей массы в скоплении; на иллюстрации она изображена синим.
Такие столкновения можно использовать не только для того, чтобы доказать существование скрытой материи; как показал пример «Пули», у сторонников альтернативных теорий находятся способы объяснить и эти случаи. Однако, приняв основную на данный момент теорию тёмной материи можно попытаться из полученных данных о столкновении оценить силу взаимодействия между её частицами. Пока точности наблюдений не хватает, чтобы установить её значение – по этим данным, «тёмные» частицы могут взаимодействовать исключительно силой гравитации, признаков других сил, действующих между ними, не видно.
