Астрономи запропонували виявити темну матерію та п’яту силу через спостереження за астероїдом Бенну.

Темна матерія взаємодіє з звичайною лише одним способом — гравітаційно. Її присутність вказують галактики: коли астрономи навчилися підраховувати масу всього їхнього видимого матеріалу, виявилося, що її занадто мало для утримання величезної галактичної конструкції. Без значної, але прихованої маси, яка скріплює все невидимим «каркасом», безліч зірок розлетілися б у різні боки.

Через наявність цієї ж темної матерії на окраїнах галактик зірки периферії обертаються навколо центрів галактик набагато швидше, ніж можна було б очікувати на таких великих відстанях: гравітація невідомої речовини їх розганяє. Тому тепер дослідники вважають видиму частину практично будь-якої галактики у Всесвіті лише маленькою верхівкою величезного темного айсберга.

Що саме являє собою темна матерія, поки можна лише теоретично припускати (хоча одна гіпотеза виглядає найбільш імовірною, раніше Naked Science писав про це тут). Але якщо одна з запропонованих версій отримає підтвердження спостереженнями та математичними розрахунками, це стане відкриттям світового рівня.

Є думка, що вся ця прихована маса може виявитися проявом невідомої, п'ятої сили природи. Наразі фізика знає чотири види взаємодій частинок: гравітація, електромагнетизм, сильне та слабке ядерне взаємодії. Принаймні для трьох з них відомі частинки-переносники: електромагнітне взаємодія переносять фотони, сильне — глюони, слабке — W- і Z-бозони.

Тому логічно припускати, що за п'ятий вид взаємодії також відповідає якась частинка. Теоретично вчені розрахували, що ця частинка повинна мати абсолютно незначну масу — не більше однієї мільярдної частини маси електрона. Її назвали надлегким бозоном (або ультралегким, це одне й те саме).

Найцікавіше, що скупчення таких маломасивних частинок могли б тим не менш впливати на небесні тіла — змінюючи характер їх руху по орбітах. Як пояснили в науковій роботі, опублікованій в журналі Nature, дослідники з Лос-Аламоської національної лабораторії США разом із колегами з різних країн, це цілком можна обчислити під час спостереження відповідного астероїда. І вони вже вибрали ідеального кандидата — 500-метровий астероїд Бенну.

Він обертається навколо Сонця приблизно на такій же відстані, що і Земля, тому час від часу виявляється порівняно недалеко від нашої планети і навіть викликає побоювання щодо можливого падіння. Але вдалою можливістю перевірити підозри астрофізиків Бенну став тому, що для збору ґрунту у 2016-2023 роках до нього летів космічний апарат OSIRIS-REx.

Зібрані зондом дані про траєкторію руху Бенну по своїй орбіті, виявляється, можуть допомогти нашому розумінню Всесвіту: на подібних об'єктах теоретичні ультралегкі бозони повинні впливати, трохи відхиляючи їх траєкторію від розрахованої без урахування таких гіпотетичних частинок. До речі, вчені розмірковують і про інші подібні цілі спостережень, зокрема про астероїд Апофіс, який у 2029 році повинен пролетіти повз Землю на відстані всього 32 тисячі кілометрів.