Скопления темной материи могут действовать как своеобразные «абажуры», дрейфуя между Землей и далекими звездами и слегка затемняя их свет — такую гипотезу выдвинули ученые в новом исследовании.

Если эта идея верна, такие «абажуры» из темной материи помогут раскрыть тайну ее состава. Это одна из главных загадок науки: хотя на темную материю приходится около 85% вещества во Вселенной, ее природа до сих пор неизвестна.

Команда исследователей сосредоточилась на одном из возможных кандидатов — массивных астрофизических компактных гало-объектах (МАЧО, или MACHOs).

В отличие от других гипотетических частиц темной материи, МАЧО предположительно состоят из барионной материи — того же вещества, что образует звезды, планеты и наши тела.

Большинство кандидатов в темную материю считаются невидимыми, поскольку не взаимодействуют со светом. Однако МАЧО, хоть и слабо, но все же могут влиять на световые волны.

«Хотя обычно говорят, что темная материя вообще не взаимодействует со светом, делая ее полностью прозрачной, на самом деле, минимальное взаимодействие возможно», — пояснила Мелисса Даймонд из Университета Квинс в Канаде.

«Темная материя может формировать крупные сгустки или облака, которые мы называем МАЧО. Если их концентрация достаточно высока, их слабое взаимодействие со светом может в совокупности блокировать часть излучения — подобно тому, как абажур пропускает свет лишь частично».

Если такой «абажур» из темной материи окажется на линии зрения между Землей и далекой звездой, он может слегка затмить ее свет.

Этот метод применим и к другим формам темной материи, способным слабо взаимодействовать со светом и образовывать компактные скопления.

«Например, подходят некоторые модели миллизаряженной или само взаимодействующей темной материи», — отметила Даймонд. — «Возможно, мы просто еще не искали этот эффект. Или же такие МАЧО составляют лишь часть темной материи».

Охота за «абажурами»

Поскольку темная материя почти не взаимодействует со светом, астрономы вынуждены искать ее через гравитационные эффекты.

Согласно общей теории относительности, масса искривляет пространство-время, что приводит к гравитационному линзированию — искривлению пути света от далеких объектов. В некоторых случаях это вызывает микролинзирование — едва заметное усиление яркости звезды, если между ней и Землей проходит массивный объект.

Однако, как объясняет Даймонд, если скопление темной материи слишком разрежено, оно не создает заметного линзирующего эффекта. Зато может затемнять свет звезд — и это открывает новые возможности для поиска.

«Традиционные обзоры вроде OGLE ищут усиление яркости звезд из-за микролинзирования. Но те же данные можно использовать для обнаружения затемнения», — говорит она.

Главная сложность — отличить затемнение от темной материи от эффектов, вызванных обычными объектами: планетами, звездами или газовыми облаками.

«Мы можем анализировать, как меняется яркость звезды. Непрозрачный объект, вроде планеты, затемняет свет иначе, чем полупрозрачное облако темной материи», — пояснила Даймонд.

Если этот метод сработает, он прольет свет на природу темной материи. Если нет — это тоже ценный результат, сужающий круг возможных вариантов.

«Удивительно, но обзоры на микролинзирование, предназначенные для поиска усиления яркости, также чувствительны к ее снижению», — отметила исследовательница. — «Мы планируем изучить архивные данные, чтобы найти следы МАЧО. И если другие научные группы предложат свои модели, мы готовы к сотрудничеству».

Этот подход позволяет по-новому использовать уже собранные данные и искать те формы темной материи, которые оставались «невидимыми» для прежних методов.