17-11-2017 20-11-2018

Пулсари разкриха субхало от тъмна материя край Слънцето

Наличието на такова струпване в близост предоставя рядка възможност свойствата на тъмната материя да бъдат изследвани много по-подробно

Снимка: Стоян Гогов, Dir.bg

Пулсари разкриха субхало от тъмна материя край Слънцето

16:46 | 3 февруари 2026 | Редактор : Стоян Гогов 0 623 Снимка: Стоян Гогов, Dir.bg

https://it.dir.bg/nauka/nay-krasivite-maglyavini-vav-vselenataСтандартният космологичен модел lambda-CDM, който най-успешно описва развитието на Вселената, предвижда, че нашата Галактика не може да има напълно гладко гравитационно поле. Според компютърните симулации ореолът на Млечния път би трябвало да съдържа хиляди струпвания от тъмна материя, известни като субхала. Смята се, че тези структури са оцелели още от етапа на формиране на галактиките, но по причини, които все още не са изяснени, в тях не е започнало звездообразуване.

Още по темата

Макар да приемаме, че такива обекти трябва да съществуват, прякото им откриване се оказва изключително трудно. Това разминаване между теоретичните прогнози и наблюденията е известно като "проблемът с липсващите спътници". Досега свидетелствата за подобни тъмни струпвания бяха предимно косвени, например чрез статистически изследвания на нарушенията в звездните потоци по периферията на Галактиката. Намирането на конкретен, ясно локализиран обект в Млечния път обаче дълго време оставаше практически непостижимо.

През декември 2025 г. екип учени, ръководен от Суканя Чакрабарти, предложи подход, който преодолява тази пречка. Използвайки данни за въртенето на пулсари, изследователите за първи път засекли гравитационния отпечатък на масивен обект, скрит в непосредствена близост до Слънчевата система. Наблюдаваните му свойства не могат да се обяснят с присъствието на звезди, газ или друга позната форма на обикновена материя.

За да бъде открит обект, който нито излъчва, нито поглъща светлина, е необходимо да се измери гравитационното му действие. В рамките на Слънчевата система това може да се направи чрез проследяване на орбитите на планетите. В галактически мащаб задачата е значително по-сложна, тъй като ние се намираме вътре в системата и не разполагаме с гледна точка отвън. Класическият астрономически подход е кинематичен, скоростите на звездите се измерват и се изграждат модели при допускането, че Галактиката е в динамично равновесие. Този метод обаче е чувствителен главно към големи, осреднени маси, докато локалните смущения обикновено се "размиват".

За да се улови компактен тъмен обект, е нужен инструмент, който може да регистрира моментните стойности на ускорението в конкретна точка на пространството. Такава роля започват да изпълняват милисекундните пулсари, неутронни звезди с изключително стабилен период на въртене. Радиосигналите им достигат Земята с точност, съизмерима с тази на атомен часовник.

Когато пулсарът се движи равномерно, честотата на импулсите се изменя по предвидим начин. Ако обаче в близост има масивен скрит обект, неговата гравитация придава на пулсара допълнително ускорение. Това ускорение променя радиалната му скорост, тоест скоростта по линията на видимост спрямо земния наблюдател. Чрез ефекта на Доплер се изменя и честотата на пристигащите импулси. Като измерят тези минимални отклонения от очакваната зависимост, представена чрез производната на периода по време, астрофизиците могат да изчислят вектора на ускорението, който действа върху пулсара в дадения момент. По същество мрежата от пулсари е превърната в глобална система от сензори, реагиращи на гравитационни аномалии.

Екипът е анализирал данни за времето от 27 двойни пулсара, при които галактическото ускорение може да се изчисли с висока точност. За всяка система е създаден математически модел на движението в общото гравитационно поле на Млечния път. В модела са включени приносите на галактическия диск, спиралните ръкави и глобалния сферичен ореол от тъмна материя.

При повечето обекти наблюденията са в съгласие с прогнозите за гладка Галактика. Въпреки това изследователите откриват систематично отклонение при две конкретни системи, PSR J1640+2224 и PSR J1713+0747. Двата пулсара се намират относително близо един до друг и показват свързано свръхускорение. Това подсказва, че и двата са под влияние на външна сила, чийто източник се намира в същата област от пространството.

Чрез Байесови методи за статистически извод и комплексни Монте Карло симулации авторите успяват да оценят параметрите на източника на смущението.

Регистрирането на гравитационна аномалия само по себе си не е достатъчно, за да се приеме наличието на тъмна материя. Необходимо е да се изключи възможността пулсарите да са привлечени от газов облак, който не се вижда в радиодиапазона, или от струпване на множество много слаби звезди.

Това се оказва ключов етап от работата. Изследователите извършват кръстосана проверка на координатите на аномалията спрямо най-подробните налични карти на обикновената материя. Използвани са данни от космическия телескоп Gaia, който измерва с максимална точност положенията и движенията на милиарди звезди. Допълнително са съставени карти на разпределението на атомния и молекулярния водород в диска на Галактиката.

Виж още Ново изследване предполага, че във Вселената няма тъмна материя

Резултатите показват, че сумарното ускорение, което може да бъде породено от целия наличен набор от звезди и газ в този сектор, не надвишава 0,6 нанометра в секунда на квадрат. В същото време аномалното ускорение, извлечено от сигналите на пулсарите, е около 1 нанометър в секунда на квадрат. Следователно видимата материя може да обясни само малко над половината от наблюдаваното гравитационно привличане. Останалият дял изисква наличието на значителна маса, която по принцип не взаимодейства с електромагнитното излъчване.

Какво всъщност е засечено? Според доминиращата теория тъмната материя изгражда йерархични структури, големите галактически ореоли са съставени от множество по-малки подореоли. Обект с маса от десетки милиони слънчеви маси е характерен кандидат за тъмен спътник. Той е достатъчно масивен, за да устои на приливните сили на Галактиката, но не достига прага, при който вътре в него би се задействало активно звездообразуване.

Авторите разглеждат два варианта за профила на плътността. Първият е профилът Наваро-Френк-Уайт, широко използван като стандартно описание на ореоли от тъмна материя. Вторият е модел на максимално компактен обект. На този етап статистическата оценка, коефициент на Бейс между 20 и 40, дава убедителни аргументи в полза на реалното съществуване на това субхало, макар че за окончателно потвърждение ще са нужни допълнителни измервания на други пулсари в същия сектор.

Виж още Учен: Вселената е на 27 милиарда години и няма тъмна материя

Сред важните резултати е и поставянето на ограничения върху масата на други сходни обекти. Изследването показва, че в радиус от няколко килопарсека около Слънцето няма по-масивни субхала, тоест по-тежки от 100 милиона слънчеви маси. Това е съществено уточнение за моделите, описващи разпределението на тъмната материя в нашия космически квартал.

Публикацията може да се разглежда като начало на етап на локално картографиране на тъмната материя. Тя позволява да се премине от общото знание, че тъмната материя съществува, към изследване на конкретните й струпвания в непосредствена близост до нас.

Методът на пулсарното времеизмерване се утвърждава като ефективен инструмент за гравитационна томография. За разлика от гравитационното обективиране, което разчита на случайно подреждане на далечни източници на светлина, анализът на ускоренията дава възможност структурата на Млечния път да бъде "сканирана" целенасочено.

С увеличаването на броя на известните пулсари и с повишаването на точността при измерване на периода им, подпомогнато от радиотелескопи от следващо поколение, астрофизиците ще могат да определят не само наличието на подобни обекти, но и вътрешната им структура. Способността на материята да образува толкова компактни струпвания зависи пряко от това дали частиците й са "студени" или притежават различни свойства на самовзаимодействие.

Ако съществуването на това струпване бъде потвърдено чрез независими наблюдения от други обсерватории, може да се наложи преразглеждане на утвърдените космологични модели за формирането на галактическите структури. За неспециалиста това може да изглежда като далечен академичен дебат, но за науката то е стъпка към разбирането на 85% от материята във Вселената, която засега остава скрита за нас. Наличието на такова струпване в близост предоставя рядка възможност свойствата на тъмната материя да бъдат изследвани много по-подробно.

Днес, повече от всякога, независимата журналистика има нужда от вас. В мисията си да предоставяме обективни, достоверни и навременни новини разчитаме на вашата подкрепа.

Ако вярвате в правото си на обективна информация, подкрепете ни.

Вашето дарение от всякакъв размер и по всяко време означава много за нас.

Скъпи читатели,

Днес, повече от всякога, независимата журналистика има нужда от вас.
В мисията си да предоставяме обективни, достоверни и навременни новини разчитаме на вашата подкрепа.

Ако вярвате в правото си на обективна информация, подкрепете ни.

Скъпи читатели,

Днес, повече от всякога, независимата журналистика има нужда от вас.
В мисията си да предоставяме обективни, достоверни и навременни новини разчитаме на вашата подкрепа.

Ако вярвате в правото си на обективна информация, подкрепете ни.

ИЗБРАНО