Астрофизики открыли универсальное распределение тёмной материи в галактиках типа Млечного Пути
Международная группа астрофизиков представила на arXiv препринт, в котором демонстрирует существование почти универсального распределения фазовой плотности тёмной материи в галактиках, подобных Млечному Пути. Работа основана на анализе трёх независимых наборов космологических симуляций галактик с массой, сопоставимой с нашей.
Авторы обнаружили, что простое координатное преобразование выявляет общую функцию распределения, которая слабо зависит от конкретных условий формирования галактики. Отклонения от универсальности наблюдаются только на экстремальных расстояниях от центра и при очень высоких скоростях, а также в одной из симуляций, где присутствует заметный аккреционный тёмный диск.
Ключевым результатом стало то, что параметры этого преобразования могут быть получены из наблюдений бедных металлами звёзд с содержанием железа ниже ?2 по логарифмической шкале. Такие звёзды, как показано, содержат информацию не только об универсальном распределении, но и о возможном тёмном диске, позволяя астрономам выявлять его наличие по данным наблюдений.
Для построения модели универсальной функции авторы использовали нормализующий поток — метод машинного обучения, обученный на стандартизированных фазовых данных из разных симуляций. Это позволило создать аппроксимацию, пригодную для дальнейшего использования.
Работа важна для интерпретации экспериментов по прямому детектированию тёмной материи, так как локальная фазовая плотность является ключевым параметром для оценки ожидаемых сигналов. Однако до сих пор observational constraints были крайне ограничены.
В ближайших планах — применить разработанный метод к реальным данным космической обсерватории Gaia и Слоановского цифрового небесного обзора (SDSS). Это может дать новые ограничения на свойства тёмной материи и её распределение в окрестностях Солнца.
