Тёмное вещество раскрыло объятия экспресс
Телескоп «Джеймс Уэбб» всмотрелся в скопление галактик AS1063 и разглядел десятки тысяч шаровых скоплений — плотных звёздных «клубков», разбросанных по всему скоплению. Их расположение совпало с картой невидимой массы, которую строят по искривлению света далёких галактик. Эта невидимая масса и есть тёмное вещество — субстанция, которая не светится, но держит галактики своей гравитацией.
Оказалось, что и у тёмного вещества, и у шаровых скоплений в центре скопления есть обширное «ядро» — область, где плотность почти не растёт к середине. Такое ядро у тёмного вещества вдвое больше, чем у скоплений. Стандартные модели, где тёмное вещество не сталкивается само с собой, такое большое ядро объяснить не могут. А вот если частицы тёмного вещества изредка взаимодействуют друг с другом, ядро получается естественно.
Пока не хватает компьютерных симуляций, которые одновременно воспроизводили бы и тёмное вещество, и шаровые скопления в масштабе целого скопления галактик. Нужны расчёты с триллионами частиц. Если они подтвердят картину, тёмное вещество перестанет быть просто гипотезой и обретёт конкретные свойства.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2602.15940
Deep JWST images of AS1063 reveals tens of thousands of globular clusters in the galaxy cluster AS1063. When compared with the lensing model based on the same JWST data, the distribution of globular clusters traces closely the distribution of lensing mass (mostly composed of dark matter). Interestingly, both the distributions of dark matter and globular clusters have large central cores. However the size of the core in the distribution of globular clusters is about half the size the core of the dark matter distribution. We argue that the standard cold dark matter and fuzzy dark matter models struggle to explain these large cores. Meanwhile, the self interacting dark matter with a velocity dependent cross section, combined with core stalling, offers a natural explanation to the existence of these cores if $$\sigma_{\rm SI}\approx 0.3$$ cm$$^2$$ g$$^{-1}$$ for galaxy cluster halos. But we also discuss how the lack of hydrodynamical N-body simulations capable of resolving globular clusters in galaxy cluster scale halos, hinders the possibility of ruling out the standard non-collisional dark matter scenario. Future high-resolution hydrodynamical simulations of galaxy clusters, with several trillion particles, and containing over a hundred thousand globular clusters, can provide the insight needed to transform the epistemic nature of dark matter into an ontological one
Шаровые скопления — одни из старейших объектов Вселенной, им часто больше 10 миллиардов лет.