Группа астрофизиков-теоретиков подробно изучила гипотетическую форму тёмной материи, которая объединяется в тёмные атомы. Они обнаружили, что существование тёмных атомов может сильно повлиять на эволюцию галактик.
Мы не видим подавляющего количества материи во Вселенной. Мы называем её тёмной материей, и это лучшее, что у нас есть. Насколько нам известно, тёмная материя состоит из какого-то нового вида частиц, в настоящее время неизвестного современной физике. Какой бы ни была частица, она не взаимодействует со светом и не взаимодействует с обычной материей, кроме как через силу гравитации.
Учитывая наше непонимание этого загадочного вещества, у нас есть много возможностей для экспериментов в наших теоретических моделях. Некоторые из этих моделей предполагают, что тёмная материя состоит не из частиц одного вида, которые заполняют Вселенную. Вместо этого она может состоять из множества различных видов частиц. Также могут существовать новые силы природы помимо четырёх, с которыми мы знакомы, которые действуют только среди частиц тёмной материи.
Таким образом различные компоненты тёмной материи могут собираться вместе, образуя тёмные атомы и даже молекулы и более сложные структуры. Самое главное, что в этих моделях тёмная материя может очень плотно слипаться. Группа исследователей использовала этот факт, чтобы изучить наблюдательные последствия этих моделей тёмных атомов, используя моделирование эволюции галактик.
Они обнаружили, что атомарная тёмная материя может очень быстро скапливаться, образуя “теневой диск”, соответствующий звёздному диску в типичной галактике. Там тёмные атомы продолжают слипаться, образуя эквивалент тёмных звёзд и тёмных чёрных дыр. Этот диск может быстро погрузиться в ядро галактики, сильно увеличивая там плотность.
Все эти эффекты атомной тёмной материи были бы невидимы в космологических масштабах. Но они сильно повлияли бы на эволюцию звёзд в галактике. Звёзды образуются в результате коллапса вещества, и любое гравитационное воздействие может повлиять на историю звездообразования.
Исследователи обнаружили различия в скорости звездообразования, а также в популяции и распределении звёзд в галактике, включающей тёмные атомы, по сравнению с галактикой, включающей только один компонент тёмной материи. Исследователи надеются, что эти результаты будут полезны для дальнейшего изучения этого таинственного вещества, которое доминирует в нашей Вселенной.