Темна матерія може скласти карту ранніх магнітних полів Всесвіту

Темна матерія — це загадкова речовина, яка становить понад 80% маси Всесвіту. Воно не взаємодіє з електромагнітним випромінюванням, тому його неможливо спостерігати безпосередньо. З усім тим, можливо побачити його вплив на видиму матерію, таку як галактики та галактичні скупчення, через гравітаційну взаємодію.

В останні роки з’явилася ідея, пов’язана з тим, як темна матерія може допомогти дослідити ранні магнітні поля у Всесвіті. Магнітні поля присутні не тільки навколо зірок і планет, а й простягаються по всій галактиці, а також між галактиками. Однак, досі не зовсім зрозуміло, як вони виникли і чому вони поширюються всюди.

Одна з гіпотез полягає в тому, що слабкі магнітні поля сформувалися в ранніх стадіях Всесвіту. Якщо це вірно, то вони повинні залишити свої сліди у розподілі темної матерії, яка є найпоширенішою формою матерії у Всесвіті. Темна матерія взаємодіє зі звичайною матерією лише гравітаційно і взаємодіє з магнітними полями напряму. Однак заряджені частинки, такі як електрони, які взаємодіють із магнітними полями, можуть впливати на темну матерію гравітаційно.

У результаті передбачається, що міжгалактичні магнітні поля будуть накопичувати електрони та іонізований міжгалактичний водень вздовж своїх ліній, роблячи ці регіони трохи щільнішими порівняно з рештою міжгалактичного простору. Через гравітаційний вплив іонізованої матерії вздовж ліній магнітного поля, темна матерія також буде накопичуватися вздовж цих ліній. Незважаючи на те, що гравітаційна дія дуже слабка, вона накопичується з часом. Таким чином, якщо магнітні поля дійсно існували в ранньому Всесвіті, то вони повинні залишити сліди у вигляді ниток темної матерії, що простягаються вздовж цих полів.

Цей ефект може призвести до утворення міні-галактик темної матерії навколо первинних магнітних полів. Подібно до того, як галактики оточені гало з темної матерії, ці «слабкі» гало темної матерії повинні бути навколо магнітних полів через гравітаційну взаємодію іонізованої матерії. Однак згодом заряджені частинки будуть взаємодіяти з магнітними полями і швидше за все нейтралізують їх. 

Нині слідів від цих ранніх магнітних полів у звичайній матерії не залишилося. Тим не менш, мікрогалактики темної матерії все ще можуть існувати і залишатися впливовими джерелами гравітаційного лінзування далеких джерел світла, що надає можливість їх виявлення.

Ця ідея залишається суто теоретичною. Існуючі телескопи ще недостатньо чутливі до вимірювання гравітаційного лінзування мікрогалактик, отже, поки що немає можливості безпосередньо перевірити цю гіпотезу. З усім тим, ця ідея відкриває нові перспективи в дослідженні ранніх магнітних полів і демонструє, як темна матерія може зберігати інформацію про минуле Всесвіту, навіть про те, що давно зникло з нашого поля зору.