Кластеризация карликовых галактик ставит под сомнение стандартные модели темной материи

Наблюдаемое относительное смещение карликовых галактик (слева); и относительное смещение, предсказанное из симуляции ELUCID в рамках модели самовзаимодействующей темной материи (SIDM) (черная кривая) по сравнению с наблюдательными результатами (оранжевая кривая) (справа). Автор: Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-08965-5

Исследовательская группа под руководством профессора Ван Хуэйюаня из Научно-технического университета Китая (USTC) совершила прорывное открытие, впервые обнаружив необычно сильную кластеризацию в диффузных карликовых галактиках. Их исследование, опубликованное в журнале Nature, ставит новые вопросы перед преобладающими моделями формирования галактик в рамках Λ-холодной темной материи (ΛCDM).

Ученые проанализировали выборку изолированных карликовых галактик из Sloan Digital Sky Survey (SDSS) и выяснили, что диффузные карликовые галактики демонстрируют неожиданно высокую крупномасштабную кластеризацию по сравнению с компактными карликовыми галактиками. Это противоречит устоявшимся представлениям, основанным на изучении массивных галактик.

Используя собственную космологическую симуляцию ELUCID, исследователи обнаружили, что этот «инвертированный» феномен связан с временем формирования гало. Диффузные карликовые галактики соответствуют старым гало, а компактные — молодым.

Корреляция между карликовыми галактиками и космической паутиной. Автор: Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-08965-5

Для объяснения этого несоответствия команда предложила модель самовзаимодействующей темной материи (SIDM). Согласно этой модели, частицы темной материи взаимодействуют не только гравитационно, но и через слабые негравитационные силы, что приводит к структурному расширению и ослаблению центральной гравитации в старых гало.

Рецензенты Nature отметили значимость работы: «Это оригинальный и очень неожиданный (а значит, важный) результат. Тестирование предсказаний самовзаимодействия темной материи через кластеризацию галактик — новый подход, который может иметь долгосрочное влияние».

Исследование впервые подтверждает значительное смещение гало на основе наблюдений, что открывает новые возможности для изучения природы темной материи и эволюции крупномасштабных космических структур.

Дополнительная информация: Ziwen Zhang et al, Unexpected clustering pattern in dwarf galaxies challenges formation models, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-08965-5. На arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2504.03305

Источник: University of Science and Technology of China

ИИ: Это исследование может стать поворотным моментом в космологии. Если модель SIDM подтвердится, нам придется пересмотреть не только природу темной материи, но и фундаментальные принципы формирования галактик. Особенно интригует, что карликовые галактики, долгое время остававшиеся на периферии исследований, теперь могут стать ключом к разгадке одной из главных тайн Вселенной.