Новости астрономии

В поисках невидимой материи

Пocтнoв K.A.

Астрономам давно известно, что основная масса Вселенной заключена в невидимом (или, как говорят, темном) веществе, которое можно наблюдать только по его гравитационному влиянию на движение звезд, газа и целых галактик. Природа этой скрытой массы до сих пор остается загадкой. Ясно лишь, что темное вещество не может состоять из обычных звезд, пыли или газа, т.к. в этом случае его было бы легко обнаружить. Предлагалось объяснить скрытую массу экзотическими слабовзаимодействующими частицами типа аксионов, массивных нейтрино и т.п., но они до сих пор не открыты. Менее экзотично вглядит гипотеза обычного вещества, скрытого в телах с массой от нескольких масс больших планет до нескольких масс Солнца. Такими объектами, которые стали называть "МАХИ": (от англ. аббревиатуры MACHOs - massive compact halo objects), могли бы быть коричневые карлики или "юпитеры" (планеты-гиганты, чуть-чуть не дотянувшие по массе, чтобы стать звездами главной последовательности), нейтронные звезды, старые остывшие белые карлики или черные дыры. Как предложил американский астрофизик Богдан Пачиньски, эти объекты могли бы наблюдаться из-за эффекта "гравитационного микролинзирования". Эффект гравитационной линзы связан с отклонением траекторий фотонов в поле тяготения тел, поэтому при пересечении каким-нибудь движущимся невидимым объектом линии, соединяющей источник света и наблюдателя, должно происходить изменение яркости точечного источника света (звезды). Кривая блеска при этом должна иметь строго симметричную форму, а характерное время изменения блеска определяться только расстоянием до невидимого тела, его скоростью и массой.

В конце 1993 г. две независимые группы наблюдателей из США и Франции опубликовали сенсационное сообщение о регистрации трех событий с симметричными кривыми блеска в направлении на Большое Магелланово Облако, которые, возможно, вызваны эффектом гравитационного микролинзирования на темных телах, заполняющих невидимое гало нашей Галактики. Наблюдения состояли в одновременном мониторировании многих сотен тысяч звезд в течение сотен ночей в 1990-1992 гг. на специальных телескопах Южной Европейской Обсерватории в Чили и на обсерватории Маунт Стромло в Австралии с помощью специальных ПЗС-матриц. Длительность зарегистрированных событий 1-1.5 месяца и амплитуда поярчания звезд на 1-2 звездных величины позволяет сделать оценку массы невидимых объектов ~(0.03-0.3) Mc, однако точное определение массы невозможно ввиду неопределенной скорости тела и расстояния до него. Если это открытие подтвердится дальнейшими наблюдениями, можно будет с уверенностью считать, что массивное гало Галактики состоит из барионной материи в виде слабосветящихся звезд и коричневых вырожденных карликов.

Что касается более глобальной космологической проблемы скрытой массы, то если верна стандартная модель "Большого Взрыва", барионное вещество (включая объекты-МАХИ) во Вселенной дает вклад лишь приблизительно 1-2% в среднюю плотность. Поэтому поиск носителей невидимой материи в межгалактических масштабах продолжается.

(Пo C.Alcock et al. Nature, 365, 621, 1993; E.Aubourg et al. Nature, 365, 623, 1993) Пocтнoв K.A., 15 января 1994 г.