Ааламдын массасынын басымдуу бөлүгүн түзгөн көзгө көрүнбөгөн материал болгон кара материя атомдорго чогулуп, жаңы симуляциялар көрсөткөн. Бул "кара атомдор" галактикалардын эволюциясын жана жылдыздардын пайда болушун түп-тамырынан бери өзгөртүп, астрономдорго бул сырдуу затты түшүнүүгө жаңы мүмкүнчүлүк берет.
Кара материя ааламдагы ар бир галактиканын жана галактика кластеринин массасынын 80% дан ашыгын түзөт. Биздин бардык байкоолорубуз караңгы материя кадимки материя менен, жада калса жарык менен өз ара аракеттенбеген бөлүкчөлөрдүн кандайдыр бир жаңы түрү экенин көрсөтүп турат. Биз караңгы затты анын гравитациялык аракети аркылуу гана аныктай алабыз. Кандай гана караңгы материя болбосун, ал биздин заманбап физика түшүнүгүбүздөн тышкары. Бирок анын дагы эле массасы, демек тартылуу күчү бар.
Караңгы зат жөнөкөйбү же татаалбы, биз азырынча билбейбиз. Ал ааламда үстөмдүк кылган жана өзү менен араң аракеттенген бөлүкчөлөрдүн бир гана түрүнөн турушу мүмкүн. Же ал бөлүкчөлөрдүн бир нече түрлөрүнөн турушу мүмкүн, биз кадимки затта көргөн бай түрдүүлүктү. Андан тышкары, биз табияттын төрт негизги күчүн гана билебиз: тартылуу күчү, электромагнетизм, күчтүү ядролук өз ара аракеттенүү жана алсыз ядролук өз ара аракеттенүү. Бирок караңгы зат бөлүкчөлөрүнүн арасында гана аракет кылган жана кадимки затка такыр таасир этпеген кошумча күчтөр болушу мүмкүн.
Кошумча караңгы зат бөлүкчөлөрүнүн жана кара күчтөрдүн түшүнүгү көрүнгөндөй алыс эмес. Биздин физика жөнүндөгү түшүнүгүбүз бөлүкчөлөрдүн ортосундагы терең математикалык байланыштар болгон симметрияларга негизделген. Жаратылыштын мыйзамдарында кара материяны нормалдуу материяга окшош кылган кошумча симметриялар болушу мүмкүн жана кадимки материя катыша ала турган өз ара аракеттенүүнүн ар бир түрү үчүн караңгы сектордо окшоштуктар болушу мүмкүн.
Мисалы, кадимки материядан биз жөнөкөй атомдорду түзө алабыз: протон жана электрон, бири-бири менен байланышта, фотон менен, электромагниттик күчтүн алып жүрүүчүсү, өз ара аракеттешүүгө ортомчу. Биз ошондой эле караңгы заттын структурасынын версиясына ээ боло алабыз, караңгы протон караңгы электрондор менен караңгы фотондор менен байланышкан: караңгы атомдор.
Атомдук караңгы материя бир гана бөлүкчөдөн турган караңгы материяга караганда бир топ башкача иш кылат. Эң негизгиси, жөнөкөй караңгы заттын биригиши абдан кыйын болмок жана ал жүздөгөн миллиондогон жылдар бою акырындык менен болот. Кадимки материя караңгы материянын бул жылмакай топторуна чогулуп, галактикаларды пайда кылат, бирок алар өзүнчө жашоо өткөрүшөт. Бирок атомдук караңгы зат өзүнүн көлөкө галактикаларын – көрүнүүчү галактикалардын өлчөмүн жана жайгашкан жерин туураган диск сымал түзүлүштөрдү түзө алат.
Астрофизиктердин тобу галактикалардын эволюциясын моделдөө жана байкалган айырмачылыктар пайда болушун көрүү үчүн бул кызыктуу мүмкүнчүлүктү колдонушкан. Алар атомдук караңгы материянын өз күчтөрүнө жараша эволюциясына жол беришкен жана андан кийин бул жаңы структуралар тартылуу күчүн жаңы уюм аркылуу көрүнгөн галактикаларга кандай таасир этээрин изилдешкен. Алар өз жыйынтыктарын апрель айында онлайн алдын ала басып чыгаруу базасына жарыялашкан архив.
Изилдөөчүлөр галактикалардын эволюциясын түп-тамырынан бери өзгөртүү үчүн атомдук караңгы материянын аз гана көлөмүн - калгандарын кошпогондо, ааламдагы бардык караңгы заттын 6% гана жетиштүү экенин аныкташкан. Атомдук караңгы зат өз ара аракеттенүүгө жөндөмдүү болгондуктан, ал оңой конденсацияланып, кандайдыр бир караңгы радиациянын эмиссиясы аркылуу энергиясын жоготот. Симуляциялар ар бир галактиканын ичинде тез эле "караңгы диск" пайда болорун көрсөттү, анын айлануусу көзгө көрүнгөн, кадимки компоненттердин айлануусуна дал келет.
Ал жерден атомдук караңгы зат конденсациялана берген, кадимки газ булуттарга жана акырында жылдыздарга айланат. Симуляцияда атомдук караңгы материя өзүнүн караңгы жылдыздарын пайда кылып, ал тургай өзүнүн кара тешиктерин пайда кылышы мүмкүн. Андан кийин бул топтомдор галактиканын өзөгүнө чөгүп, ал жерде тыгыздык жогорулаган.
Бул кошумча тартылуу күчүнүн аркасында галактикалардын өзөктөрүндө жылдыздардын пайда болушу тездетип, жөнөкөй караңгы заты бар галактикаларга караганда жылдыздарды пайда кылат. Бул симуляциялар чындыгында атомдук караңгы заттын кээ бир моделдерин жокко чыгарды, анткени ал моделдер алардын галактикаларында жылдыздарды пайда кылуучу жаңы материал өтө тез түгөнүп калган.
Бирок кээ бир моделдер атомдук караңгы материянын болушунун мындан аркы мүмкүнчүлүгүнө жол берип, байкоолордун учурдагы чегинен аман калышты. Окумуштуулар мындан аркы теориялык жана эксперименталдык изилдөөлөр экзотикалык материянын бул кызыктуу формасынын ишеничтүүлүгүн ачып берет деп үмүттөнүшөт. Мисалы, атомдук караңгы зат абдан эффективдүү конденсациялангандыктан, биз НАСАнын Римдеги Нэнси Грейс космостук телескобу аркылуу келечектеги гравитациялык микролинзалык изилдөөлөр менен жылдыз сымал жыш үймөктөрдү таба алабыз.
Ошондой эле окуңуз: