Астрономы предложили использовать наблюдения астероида Бенну для поиска темной материи и пятой силы.

Темная материя взаимодействует с обычной материей исключительно через гравитацию. Ее присутствие можно определить по галактикам: когда астрономы начали вычислять массу всего видимого вещества, оказалось, что его недостаточно для удержания огромной галактической структуры. Множество звезд разлетелись бы в разные стороны, если бы не существовала скрытая масса, которая связывает все невидимым «каркасом».

Из-за этой темной материи на границах галактик звезды на периферии вращаются вокруг центров галактик гораздо быстрее, чем ожидалось на таких больших расстояниях: гравитация неизвестного вещества ускоряет их. Поэтому исследователи считают, что видимая часть практически любой галактики во Вселенной — это лишь маленькая верхушка огромного темного айсберга.

Что именно представляет собой темная материя, пока можно лишь теоретически предполагать (хотя одна из гипотез выглядит наиболее вероятной, ранее Naked Science писал об этом здесь). Если одна из предложенных теорий будет подтверждена наблюдениями и математическими расчетами, это станет открытием мирового масштаба.

Существует мнение, что вся эта скрытая масса может быть проявлением неизвестной пятой силы природы. В настоящее время физика знает четыре типа взаимодействий частиц: гравитация, электромагнетизм, сильное и слабое ядерное взаимодействие. По крайней мере у трех из них известны частицы-переносчики: фотоны отвечают за электромагнитное взаимодействие, глюоны — за сильное, а W- и Z-бозоны — за слабое.

Поэтому логично предположить, что за пятый вид взаимодействия также отвечает какая-то частица. Теоретически, ученые вычислили, что эта частица должна иметь крайне малую массу — не более одной миллиардной доли массы электрона. Ее назвали сверхлегким бозоном (или ультралегким, это одно и то же).

Интересно, что скопления таких маломассивных частиц могли бы тем не менее оказывать влияние на небесные тела — изменять их движение по орбитам. Как объяснили в научной работе, опубликованной в журнале Nature, исследователи из Лос-Аламосской национальной лаборатории США совместно с коллегами из других стран, это вполне можно вычислить во время наблюдений за подходящим астероидом. Они уже выбрали идеального кандидата — 500-метровый астероид Бенну.

Он вращается вокруг Солнца на расстоянии, аналогичном расстоянию до Земли, поэтому время от времени оказывается сравнительно близко к нашей планете и вызывает опасения по поводу возможного падения. Однако Бенну стал удачным объектом для проверки подозрений астрофизиков, поскольку в 2016-2023 годах к нему летал космический аппарат OSIRIS-REx для сбора грунта.

Собранные зондом данные о траектории движения Бенну по орбите могут помочь нам лучше понять Вселенную: на подобных объектах теоретические ультралегкие бозоны должны оказывать влияние, слегка отклоняя их траекторию от расчетной, если не учитывать такие гипотетические частицы. Кстати, ученые также рассматривают другие аналогичные объекты для наблюдений, в том числе астероид Апофис, который в 2029 году должен пролететь мимо Земли на расстоянии всего 32 тысячи километров.