Впервые в истории наука увидела следы темной материи: где их наконец нашли
- Исследование обнаружило загадочное свечение в галактическом гало Млечного Пути, которое может быть прямым доказательством существования темной материи.
- Сферическое гамма-излучение соответствует теоретическим моделям аннигиляции так называемых вимпов.
Почти столетие научное сообщество пытается найти неуловимую субстанцию, которая удерживает галактики вместе. Научной тайне о темной материи уже почти сто лет, но она до сих пор оставалась неуловимой для прямых наблюдений. Теперь исследование на основе многолетних данных NASA обнаружило странный сигнал во внешней оболочке Млечного пути, который не вписывается в известные физические модели.
Действительно ли мы впервые "увидели" невидимое?
Согласно новому исследованию, опубликованному в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, человечество, возможно, впервые получило прямое визуальное доказательство существования темной материи. Профессор Томонори Тотани из Токийского университета провел детальный анализ данных, собранных гамма-телескопом Fermi за последние 15 лет, и обнаружил загадочное свечение, которое может быть результатом разрушения гипотетических частиц, пишет 24 Канал.
Смотрите также В Солнечной системе нашли странную структуру, которая пока не получила объяснения
Темная материя – это невидимый каркас нашей Вселенной. Считается, что обычная материя (звезды, газ, пыль, мы с вами) составляет лишь около 16% от всего вещества, тогда как остальные приходится именно на темную материю. Она не излучает и не отражает свет, поэтому ее невозможно увидеть в обычный телескоп. Единственный способ зафиксировать ее присутствие – через гравитационное воздействие на другие объекты.
Мы не знаем, что именно представляет собой темная материя, однако одним из главных кандидатов является гипотетический класс частиц со слабым взаимодействием, которые называют вимпами (WIMPs), пишет ScienceAlert. Физики предполагают, что когда эти частицы сталкиваются со своими античастицами, происходит процесс аннигиляции. В результате этого столкновения должна выделяться энергия в виде гамма-лучей. Именно эту специфическую "подпись" и искал профессор Тотани, поскольку ее мы уже можем увидеть.
Карта, которая исключает все гамма-излучение, кроме избытка. Серая полоса в центре закрывает галактическую плоскость / Фото Томонори Тотани, Токийский университет
Почему предыдущие поиски были напрасными?
Большинство предыдущих исследований фокусировались на центре Млечного Пути, где концентрация темной материи должна быть самой высокой. Логика проста: там, где ее больше, сигнал должен быть сильнее. Однако центр галактики – это "шумное" место, переполненное пульсарами и другими источниками мощного излучения, которые заглушают любые слабые сигналы.
Тотани пошел другим путем. Он сосредоточил внимание на галактическом гало – разреженной сфере газа, окружающей наш Млечный Путь. Хотя сигнал там слабее, отсутствие посторонних шумов делает его более "чистым" для анализа.
Что именно увидел телескоп?
Ученый создал карту гамма-излучения, отфильтровав все известные источники, такие как пульсары или остаточные эффекты от "пузырьков Ферми". То, что осталось на карте, его поразило: это было слабое, но четкое сферическое свечение с пиковой энергией в 20 гигаэлектронвольт (ГэВ).
По словам Тотани, распределение этого излучения и его энергетический спектр удивительно точно совпадают с теоретическими моделями аннигиляции вимпов, масса которых примерно в 500 раз превышает массу протона. Ни одно другое известное астрофизическое явление не может так точно объяснить этот сигнал.
Стоит ли открывать шампанское?
Хотя результаты выглядят убедительно, научное сообщество остается осторожным. Это открытие требует независимой проверки другими группами исследователей, отмечает SciTechDaily. Чтобы окончательно подтвердить, что это именно темная материя, а не новый, неизвестный тип пульсаров, астрономам нужно найти аналогичные сигналы в других местах, например, в карликовых галактиках-спутниках, которые вращаются вокруг Млечного Пути. Если и там будет обнаружено такое же свечение, это станет неоспоримым доказательством того, что физика стоит на пороге революции.