Итальянские астрофизики изучили древние галактики возрастом 13 миллиардов лет, обнаруженные космическим телескопом имени Джеймса Уэбба (JWST). Результаты исследования, опубликованные в журнале Astronomy & Astrophysics, позволяют уточнить свойства темной материи, которая сыграла ключевую роль в формировании крупномасштабных структур в ранней Вселенной.
Общепринятая модель формирования структур основана на холодной темной материи — нерелятивистской материи, которая способна лишь к гравитационному взаимодействию. В этом сценарии частицы, составляющие холодную темную материю, движутся медленно и характеризуются небольшой длиной свободного перемешивания. Однако существуют альтернативные сценарии, которые опираются на гипотезу, что темная материя создается горячими частицами, обладающими небольшой тепловой скоростью.
От того, какая принимается модель темной материи, зависит степень космологического звездообразования, ультрафиолетовая светимость и молекулярное содержание. Исследователи разработали сложную численную модель влияния темной материи на формирование ранних галактик и сравнили ее с наблюдениями JWST. Оказалось, что темная материя должна состоять либо из холодных, либо из слегка теплых частиц с массой более два электронвольта.
Ранее сообщалось об обнаружении одних из самых далеких и древних галактик с помощью телескопа Джеймса Уэбба, которые оказались намного ярче, чем ожидалось для галактик ранней Вселенной. Они находятся на собственном расстоянии 33 миллиарда световых лет и должны были начать образовываться всего через сто миллионов лет после Большого взрыва.