Добавь сайт в закладки! Инструкция по ссылке.
Невероятное сияние вокруг нашей галактики, которого раньше никто не видел, вполне может стать ключом к пониманию природы темной материи.
Обработав данные, собранные космическим телескопом «Ферми» за пятнадцать лет, ученые заметили высокоэнергетичное гамма-излучение, источник которого трудно определить.
«Это похоже на вспышки света, возникающие при встрече двух таинственных частиц темной материи, которые исчезают, сталкиваясь друг с другом», — поясняет японский исследователь Томонори Тотани из Токийского университета.
Ранее астрономы неоднократно пытались зафиксировать подобное явление, однако теперь подобные сигналы впервые проявились именно в таком диапазоне энергии в гало галактики — гигантском облаке газа и излучения, окружающим наш Млечный путь.
Исследователи обнаружили фотоны с невероятной энергией в двадцать миллиардов электронвольт, растянутые вдоль направления к центру галактики. Этот спектр идеально совпадает с ожидаемым профилем для темной материи.
Но что вообще представляет собой эта самая темная материя?
Её присутствие заметно лишь косвенно, поскольку обычный свет сквозь нее не проходит. Тем не менее гравитация этой материи ощущается сильнее, чем должна бы быть, исходя из массы обычного вещества. Ученые считают, что обычная материя составляет примерно шестнадцать процентов всей массы Вселенной, тогда как оставшиеся восемьдесят четыре процента приходятся именно на темную материю.
Наиболее вероятными кандидатами являются частицы, называемые вимпами («слабо взаимодействующие массивные частицы»). По современным представлениям, при взаимодействии двух таких частиц происходит взаимное уничтожение, результатом которого становятся разнообразные частицы, включая фотоны гамма-излучения.
Таким образом, любые зафиксированные потоки гамма-фотонов без конкретного источника могли бы сигнализировать о разрушении тёмной материи.
Особенно привлекателен для изучения центр галактики, ведь здесь предполагается высокая концентрация тёмной материи, соответственно, и следы её присутствия должны быть наиболее заметны. Именно здесь исследователи действительно отмечали увеличение числа гамма-вспышек.
Гало галактики традиционно изучалось меньше, так как этот регион сравнительно беднее источниками гамма-излучения, вроде мельтешащих миллисекундных пульсаров, заполнивших центральную зону. Зато здесь легче выделить чистый сигнал, свободный от помех.
Для выявления такого едва различимого сигнала тот же Тотани применял особые методы обработки данных. Пятнадцатилетняя выборка позволила собрать больше фотонов, необходимых для качественного статистического анализа, и уменьшить уровень шума, повысив точность результатов.
Вычитав известные источники гамма-излучения, ученый составил карту распределения оставшихся сигналов. Получилось нечто удивительное: огромный шарообразный участок слабого гамма-излучения с пиковым значением в районе двадцати гигавольт — именно столько ожидали увидеть теоретики при аннигиляции вимпов.
Хотя выводы требуют подтверждения, Тотани подчёркивает важность открытия:
«Впервые человечество могло реально заглянуть внутрь темной материи. Мы нашли новую частицу, которая отсутствует в существующей стандартной модели физики элементарных частиц. Это важный вклад как в астрономию, так и в физику».
Впрочем, впереди предстоит немало исследований: нужны повторные анализы, проверка альтернативных астрофизических процессов, изучение аналогичных явлений в иных объектах, типа карликовых галактик.
Пока неясно, подтвердится ли предположение, но наличие специфического гамма-излучения — серьёзный повод задуматься над природой тёмной материи, занимающей наши умы вот уже почти столетие, начиная с открытий швейцарского астронома Фрица Цвикки.
Поделись видео: