"Астрономы продолжают открывать ближайшие карликовые галактики, но таких объектов известно около 15, тогда как в нашей модели получилось 120 субгало сопоставимого размера. Так где же находятся их галактики и почему мы их не видим?.." — увы, Диман, задающий этот вопрос, ответа не знает, да и мы ему помочь ничем не можем. Действительно, почему же мы их не видим?

Распределение тёмной материи в Млечном пути в разные периоды. Верхний ряд: 12,8, 12,0 и 10,3 миллиарда лет назад; нижний ряд: 6,8, 3,4 миллиарда лет назад и настоящее время (иллюстрация J. Diemand, M. Kuhlen, P. Madau).

Их эволюция начинается как раз с того, что "нормальная" материя падает в "гравитационные колодцы", созданные сгущениями тёмной материи. Затем она попадает в их центры, подвергается сжатию со всеми вытекающими последствиями (разогрев, ядерные реакции) и в дальнейшем даёт жизнь галактикам.

Используя астрофизические данные, учёные UCSC воспроизвели механизм формирования сгустков тёмной материи. Процесс моделирования длился несколько месяцев. Оно проводилось на Columbia — самом крутом из суперкомпьютеров NASA, использовавшем от 300 до 400 процессоров, и заняло 320 тысяч часов процессорного времени.

Кстати, если верить Диману, работа выполнена на пределе возможностей современной компьютерной техники.

Четыре самых крупных субгало тёмной материи в наши дни. Как видно, внутри этих субгало находятся пятнышки поменьше — субсубгало (иллюстрация J. Diemand, M. Kuhlen, P. Madau).

Начальный момент моделирования — Вселенная в возрасте каких-то 50 миллионов лет. В этом процессе анализировалось поведение тёмной материи (условно обозначенной в виде 234 миллионов частичек) от самого раннего времени до современного состояния, когда гало Млечного пути сформировалось в своём нынешнем виде.

Карта распределения гамма-излучения, вызванного, по мнению исследователей, аннигиляцией в тёмной материи. На врезке слева — направление, противоположное движению к центру галактики. Справа — самое крупное субгало тёмной материи (иллюстрация J. Diemand, M. Kuhlen, P. Madau).

В модели гало учёные обнаружили пять массивных субгало (каждое по 30 миллионов масс Солнца) и множество гало ещё меньшего размера, занимающих около 10% всего объёма гало.

	Один из участников исследования — Майкл Кален. Не исключено, что здесь он иллюстрирует какой-то астрофизический процесс. Возможно, даже вращение Галактики (фото с сайта ucolick.org).

"В области, где мог бы находиться диск Млечного пути, располагаются большие скопления тёмной материи. И распределение тёмной материи здесь может оказаться более сложным, чем мы думали", — признался Диман.

Возможно, пронаблюдать тёмную материю астрономы смогут в будущем с помощью гамма-телескопов. Правда, только в том случае, если тёмная материя содержит такие частицы, при взаимодействии которых излучается рентген. Один из самых вероятных кандидатов — это нейтралино, элементарные частицы (ими учёные уже давно интересуются), предсказанные теорией суперсимметрии. Предположительно, они при некоторых условиях могут аннигилировать, в результате чего будут появляться долгожданные гамма-кванты.

"Существующие рентгеновские телескопы пока не зарегистрировали аннигиляции в областях тёмной энергии, но есть надежда, что когда аппаратура станет чувствительнее, отдельные субгало смогут проявить себя", — считает Кален.

В частности, астрономы ожидают интересных результатов от большого космического гамма-телескопа (Gamma-ray Large Area Space Telescope — GLAST), который отправят на орбиту в следующем году (пусть заодно поищет "местные" чёрные дыры).

Часть суперкомпьютера Columbia, использовавшегося для отслеживания эволюции тёмной материи (фото NASA Ames Research Center/Tom Trower).

"Первые малые галактики сформировались очень давно — около 500 миллионов лет после Большого Взрыва. А в нашей галактике до сих пор есть звёзды, сформировавшиеся в то время — эдакие ископаемые звёздной эволюции. Наша имитация объясняет условия, в которых эти звёзды сформировались, и то, как они попали в карликовые галактики, находящиеся в гало Млечного пути", — подытожил Диман.