Модель показывает, что популяция межзвёздных объектов, включая кометы и астероиды, может заметно влиять на расчёты распределения массы в Галактике, основанные на кривых вращения звёзд
Международная группа исследователей предложила гипотезу, согласно которой значительная часть «недостающей массы» Млечного Пути может быть связана не с тёмной материей, а с популяцией межзвёздных объектов — комет и астероидов, свободно перемещающихся в межзвёздном пространстве. Работа опубликована в виде препринта на arXiv.
Традиционно наличие тёмной материи в Галактике выводится из анализа кривой вращения Млечного Пути. Наблюдения показывают, что звёзды на периферии Галактики вращаются быстрее, чем можно было бы ожидать, исходя из видимой массы звёзд и газа. Это расхождение объясняется присутствием невидимой массы, не участвующей в электромагнитном взаимодействии, но проявляющей себя через гравитацию.
Однако новая работа рассматривает альтернативный вклад — совокупную массу межзвёздных объектов (interstellar objects, ISO). К таким объектам относятся, в частности, зафиксированные ранее 1I/’Oumuamua, 2I/Borisov и 3I/ATLAS — редкие наблюдаемые посетители из других звёздных систем. Хотя их индивидуальная масса невелика, исследователи предполагают, что их общее количество в Галактике может быть огромным.
Авторы используют статистическую модель, основанную на распределении Пуассона, чтобы оценить возможную плотность таких объектов в окрестностях Солнечной системы. В расчётах рассматривается сценарий, в котором популяция межзвёздных тел сравнима по численности с экстраполяцией наблюдений 3I/ATLAS — самого крупного из известных объектов такого типа.
Результаты показывают, что при достаточно высокой плотности межзвёздных объектов их суммарная масса могла бы объяснять от 13% до 45% величины «недостающей массы», обычно приписываемой тёмной материи. Это означает, что вклад таких объектов теоретически может быть ненулевым и в некоторых моделях заметным.
При этом авторы подчёркивают ключевое ограничение: расчёты основаны фактически на очень малой выборке наблюдений, где один объект (3I/ATLAS) используется как репрезентативный пример для оценки всей популяции. Такой подход делает верхние оценки крайне чувствительными к исходным предположениям о распределении размеров и численности объектов.
Если гипотеза частично верна, это может повлиять и на эксперименты по прямому поиску частиц тёмной материи, таких как WIMP. Эти эксперименты, включая установки LZ и XENONnT, используют предполагаемую локальную плотность тёмной материи для оценки ожидаемого потока частиц. Снижение этой оценки даже на десятки процентов привело бы к пересмотру чувствительности приборов.
В ближайшие годы ситуация может проясниться благодаря новым обзорам неба, которые должны обнаружить больше межзвёздных объектов. Расширение выборки позволит точнее оценить их распределение и массу и определить, способны ли они внести значимый вклад в гравитационную динамику Галактики или же их роль в «проблеме недостающей массы» остаётся второстепенной.
