Не только темная материя: межзвёздные странники могут составлять заметную часть массы Млечного Пути

Тёмная материя — одна из главных загадок современной астрофизики. Её невидимое присутствие традиционно объясняет, почему звёзды на окраинах галактик вращаются быстрее, чем допускает видимая масса. Однако часть «пропавшего» вещества может оказаться вовсе не экзотической, а самой обычной — барионной, просто скрытой от прямых наблюдений.

Поводом для новой работы, опубликованной на сервере препринтов Корнеллского университета, стало открытие третьего межзвёздного объекта — 3I/ATLAS. Этот ледяной путешественник оказался крупнейшим из трёх обнаруженных: его ядро, по оценкам, достигает от нескольких сотен метров до нескольких километров в радиусе. Высокая скорость движения указывает на солидный возраст — от трёх до 11 миллиардов лет.

Статистика одного обнаружения

Учёные рассуждали так: если за время наблюдений удалось засечь хотя бы один подобный объект (3I/ATLAS), то, применив статистические методы, можно оценить, сколько таких тел существует во всей Галактике. Исходя из этого, они вычислили размер популяции и включили её в модель Млечного Пути.

Предполагалось, что межзвёздные объекты распределены не в тонком диске (где сосредоточена основная масса молодых звёзд), а в гораздо более толстой структуре. С помощью данных космической обсерватории Gaia о вращении звёзд вокруг центра Галактики модель проверили — и получили интересный результат.

Как меняется оценка тёмной материи

Оказалось, что дополнительная масса межзвёздных тел способна заметно влиять на гравитационный потенциал. В наиболее вероятном сценарии учёт этих объектов снижает локальную плотность тёмной материи примерно на 13 процентов: с 0,44 до 0,38 гигаэлектронвольта на кубический сантиметр. Если же принять максимально допустимое количество странников, совместимое с наблюдениями, показатель может упасть до 0,24 гигаэлектронвольта на кубический сантиметр.

Авторы подчёркивают, что оценки остаются предварительными. Главная неопределённость связана с размерами 3I/ATLAS: масса объекта пропорциональна кубу радиуса, поэтому даже небольшая ошибка в его определении ведёт к значительным изменениям в итоговых расчётах. Кроме того, вся работа опирается всего на три обнаруженных объекта, что не позволяет надёжно судить о свойствах всей популяции.

Тем не менее, даже такие осторожные результаты показывают, что межзвёздные кометы и астероиды могут играть куда более серьёзную роль в устройстве Галактики, чем считалось ранее. В ближайшие годы новые обзоры неба должны помочь обнаружить больше подобных гостей. Это позволит уточнить их распространённость и понять, действительно ли часть «пропавшей» массы Млечного Пути скрывается в миллиардах космических путешественников.

— Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv. Пока оно не прошло рецензирование, но уже привлекло внимание астрономического сообщества. —