Американские физики Пьер Сикиви (Pierre Sikivie) и Юйсинь Чжао (Yuxin Zhao) предложили новое объяснение загадочной структуры галактики LEDA 1313424, более известной как Bullseye galaxy (дословно «Бычий глаз», можно перевести как «Мишень» или «Яблочко»). По их мнению, девять концентрических колец вокруг галактики могли возникнуть не из-за столкновения с другой галактикой, как считалось ранее, а под воздействием темной материи. Результаты работы опубликованы в The Astrophysical Journal.
Галактика Мишень стала целью астрономических исследований в 2025 году. Астрономы обнаружила вокруг нее сразу девять колец — абсолютный рекорд среди известных кольцевых галактик. До этого ученые обычно находили объекты с одним, двумя, максимум тремя кольцами.
Согласно традиционной модели, такие структуры возникают после прямого удара небольшой галактики в центр более крупной. Удар создает волны плотности, которые расходятся наружу подобно кругам на воде. Однако при проверке этой версии исследователи столкнулись с серьезным несоответствием. Чтобы объяснить внешний радиус колец LEDA 1313424, самое далекое кольцо должно было двигаться от центра со скоростью около 1220 км/с, что выглядит маловероятным для подобных столкновений.
Следы невидимой субстанции
Авторы обратились к одной из самых популярных гипотез о природе темной материи — модели аксионов. Эти гипотетические частицы практически не взаимодействуют с обычным веществом, но подчиняются законам квантовой механики.
По расчетам ученых, аксионы в гало галактики могли образовать так называемые каустические кольца темной материи. Эти структуры затем оставили отпечаток в распределении барионного вещества в диске галактики, сформировав наблюдаемую систему из девяти колец. Дополнительную роль, согласно гипотезе, сыграл конденсат Бозе — Эйнштейна — особое квантовое состояние, при котором огромное число частиц ведет себя как единое целое.
Если эта идея подтвердится, кольцевые галактики могут оказаться не последствиями космических катастроф, а видимым проявлением квантовых свойств темной материи.
Кольцевая галактика «Колесо Телеги» (Cartwheel Galaxy), открытая еще в 1941 году, стала первым известным объектом такого типа и долго считалась самым необычным представителем своего класса.
В последние годы ученые активно обсуждают альтернативные модели темной материи, включая самовзаимодействующую и волновую темную материю, которые могут объяснять наблюдаемые структуры галактик лучше стандартной космологической модели.
Подробнее о самовзаимодействующей темной материи — в материале Hi-Tech Mail.
