Як відшукати темну матерію із Сонячної системи

У галактиці Молочний Шлях більшість темної матерії, як вважається, перебуває у так званому гало – сферичному утворенні, що розташовується навколо "основного тіла" галактики. Спеціалісти придумали, як виявити темну матерію у гало – спостерігати за певними зорями й фіксувати, як загадкова субстанція на них вплине. Аналогічний принцип пропонують використати й у Сонячній системі – от лише спостерігати потрібно за космічними апаратами.

До теми Галактики без темної матерії: чи таке можливо

Скупчення галактик Cl 0024+17 (ZwCl 0024+1652) у видимому діапазоні та з візуалізацією розподілу темної матерії / Фото NASA

 

Як зафіксувати темну матерію із Сонячної системи

Гравітаційний вплив темної матерії на наші апарати у Сонянчій системі – мінімальний. І все ж – його, як вважають дослідники, можна зафіксувати. Для цього необхідно буде запустити космічний апарат, який віддалиться від Сонця на відносно велику відстань.

Зверніть увагу! Штучні апарати, які віддалилися від Сонця на досить велику відстань, ми вже маємо – це "Піонер-10", "Піонер-11", обидва "Вояджера" та зонд "Нові горизонти". Але вплив темної матерії на відхилення траєкторії мав бути такий малий, що зафіксувати його не вдалося.

Чим далі від Сонця – тим менше наше світило гравітаційно впливатиме на апарат. Й тим відчутнішою ставатиме інша сила – загальна гравітаційна сила Галактики. Науковці розрахували, що у Сонячній системі близько 45% цієї "галактичної сили" належить темній матерії, а 55% – баріонній, тобто звичайній матерії. Це свідчить, якщо розрахунки вірні, що більшість темної матерії дійсно сконцентровано у гало.

Віддалившись від світила на достатню відстань, близько 100 астрономічних одиниць (14 мільярдів 959 мільйонів кілометрів), дослідницький зонд повинен викинути у простір спеціальну кулю з покриттям, яке дозволить відбивати сонячні промені. Це, говорять спеціалісти, забезпечить те, що на кулю переважно будуть впливати лише гравітаційні сили. Коли зонд буде фіксувати відхилення кулі від траєкторії руху – це й буде означати вплив темної матерії на неї. 

Експеримент дозволить засвідчити існування гравітаційної сили, яка не береться до уваги при розрахунку траєкторій космічних апаратів. Цьому є дві причини: 

1. Вона дуже слаба у регіоні, близькому до Сонця.
2. Ми не знаємо її точної величини.

Та у випадку реалізації автоматичної місії у глибокий космос, за межі орбіти Плутона, цей експеримент дозволить краще розраховувати орбіти зондів, щоб вони летіли саме туди, куди повинні й не відхилялися від заданої орбіти. До речі, може виявитися, що темної матерії не існує й тоді науковцям доведеться шукати інше пояснення того, чого космічні апарати відхиляються від траєкторії руху у глибокому космосі.