Скопление «Пуля» перестаёт быть главным доказательством тёмной материи

Скопление «Пуля» (Bullet Cluster) образовалось в результате грандиозного столкновения двух скоплений галактик. Наблюдения в рентгеновском диапазоне показали, что горячий газ — основная видимая масса системы — смещён относительно областей, где гравитационное линзирование указывает на наибольшую концентрацию массы. Это расхождение долго интерпретировали как прямое свидетельство присутствия тёмной материи.

Что пересчитали астрофизики

Международная команда под руководством Дун Чжана использовала модель IGIMF (Integrated Galaxy-wide Initial Mass Function), которая описывает распределение масс звёзд в галактиках. Она позволяет оценить вклад не только ныне существующих светил, но и их компактных остатков — белых карликов, нейтронных звёзд и чёрных дыр. Именно эти «скрытые» запасы обычного вещества могли быть упущены в предыдущих расчётах.

Учёные проанализировали данные телескопа «Джеймс Уэбб», каталог галактик скопления, распределение горячего газа и внутрикластерного света — слабого свечения звёзд, не связанных с отдельными галактиками. На основе этих данных они пересчитали массу обычной материи в трёх центральных областях скопления.

Сравнение с альтернативной теорией гравитации

Затем полученные оценки сравнили с массой, необходимой для объяснения наблюдений гравитационного линзирования в рамках альтернативной теории MOND (Modified Newtonian Dynamics). Эта гипотеза предполагает, что часть эффектов, приписываемых тёмной материи, может возникать из-за изменения законов гравитации на больших масштабах.

Результаты показали, что рассчитанная масса обычного вещества хорошо согласуется с предсказаниями MOND. Во всех изученных областях значения, полученные из наблюдений линзирования, оказались между двумя сценариями IGIMF — консервативным и учитывающим химическое обогащение галактик.

Авторы подчёркивают, что это не опровергает тёмную материю. В рамках стандартной космологической модели ΛCDM дополнительная невидимая масса всё ещё необходима для полного объяснения наблюдений. Но полученные результаты показывают, что скопление «Пуля» не является однозначным доказательством существования тёмной материи, как считалось десятилетиями.

Для окончательных выводов требуется лучше понять распределение и динамику звёздных остатков, а также уточнить химический состав галактик скопления. Работа опубликована в журнале Physical Review D.