Учёные впервые зафиксировали мини-скопление тёмной материи — так называемое мини-гало — вокруг далёкой галактики, существовавшей примерно в 900 млн лет после Большого взрыва. Открытие было сделано с помощью радиообсерватории ALMA.

Специалисты наблюдали вращение газа, ионизированного углерода (C+), вокруг галактики. Скорость и форма вращения указывали на то, что видимая масса — звёзды и газ — покрывают лишь около 40% гравитации: остальные 60% создаются тёмной материей. По этому признаку учёные сделали вывод о наличии компактного тёмного гало.

Параллельно теоретическая группа представила модель, объясняющую формирование таких мини-гало в ранней Вселенной — примерно в период с 10 000 до 1 000 000 лет после Большого взрыва. Согласно их гипотезе, тёмная материя могла взаимодействовать не только гравитационно, но и через короткодействующее поле, которое усиливало её слипание на небольшой шкале и ускоряло формирование структур размером не больше сегодняшних карликовых галактик.

Источник: Chandra X-ray Center (NASA / CXC / SAO; ESA / STScI; ASTRON / LOFAR; N. Wolk)

Модели показывают, что плотность тёмной материи могла быстро возрастать локально, создавая мини-скопления за сотни тысяч лет. Это ускоряло образование первых галактик и крупных структур, наблюдаемых уже спустя несколько сотен миллионов лет.

Наблюдение мини-гало — важный шаг к проверке этих моделей: это прямое указание, что тёмная материя активно формировала структуры не только в масштабах галактик, но и в компактных объёмах. Это помогает объяснить, почему квазары и галактики образовались довольно рано.

Следующий этап работы — поиск других примеров ранних мини-гало с помощью ALMA и других телескопов. А также уточнение моделей взаимодействия тёмной материи, чтобы понять: были ли такие скопления редкостью или обычным явлением. Ответ на вопрос, насколько часто формировались подобные облака, поможет лучше понять эволюцию Вселенной и механизм роста галактик.

В будущем это может изменить подход к поиску тёмной материи: внимание переключится с крупных объектов на мелкие, компактные структуры, которые могли стать предшественниками современных галактик.

Подробнее на iXBT