Уперше в історії наука побачила сліди темної матерії: де їх нарешті знайшли
- Дослідження виявило загадкове світіння у галактичному гало Чумацького Шляху, яке може бути прямим доказом існування темної матерії.
- Сферичне гамма-випромінювання відповідає теоретичним моделям анігіляції так званих вімпів.
Майже століття наукова спільнота намагається знайти невловиму субстанцію, що утримує галактики разом. Науковій таємниці про темну матерію вже майже сто років, але вона досі лишалася невловимою для прямих спостережень. Тепер дослідження на основі багаторічних даних NASA виявило дивний сигнал у зовнішній оболонці Чумацького шляху, який не вписується у відомі фізичні моделі.
Чи справді ми вперше "побачили" невидиме?
Згідно з новим дослідженням, опублікованим у Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, людство, можливо, вперше отримало прямий візуальний доказ існування темної матерії. Професор Томонорі Тотані з Токійського університету провів детальний аналіз даних, зібраних гамма-телескопом Fermi за останні 15 років, і виявив загадкове світіння, яке може бути результатом руйнування гіпотетичних частинок, пише 24 Канал.
Дивіться також У Сонячній системі знайшли дивну структуру, яка поки що не отримала пояснення
Темна матерія – це невидимий каркас нашого Всесвіту. Вважається, що звичайна матерія (зірки, газ, пил, ми з вами) складає лише близько 16% від усієї речовини, тоді як решта припадає саме на темну матерію. Вона не випромінює і не відбиває світло, тому її неможливо побачити у звичайний телескоп. Єдиний спосіб зафіксувати її присутність – через гравітаційний вплив на інші об'єкти.
Ми не знаємо, що саме являє собою темна матерія, проте одним із головних кандидатів є гіпотетичний клас частинок зі слабкою взаємодією, які називають вімпами (WIMPs), пише ScienceAlert. Фізики припускають, що коли ці частинки стикаються зі своїми античастинками, відбувається процес анігіляції. В результаті цього зіткнення має виділятися енергія у вигляді гамма-променів.
Саме цей специфічний "підпис" і шукав професор Тотані, оскільки його ми вже можемо побачити.
Карта, яка виключає все гамма-випромінювання, окрім надлишку. Сіра смуга в центрі закриває галактичну площину / Фото Томонорі Тотані, Токійський університет
Чому попередні пошуки були марними?
Більшість попередніх досліджень фокусувалися на центрі Чумацького Шляху, де концентрація темної матерії має бути найвищою. Логіка проста: там, де її більше, сигнал має бути сильнішим. Однак центр галактики – це "шумне" місце, переповнене пульсарами та іншими джерелами потужного випромінювання, які заглушають будь-які слабкі сигнали.
Тотані пішов іншим шляхом. Він зосередив увагу на галактичному гало – розрідженій сфері газу, що оточує наш Чумацький Шлях. Хоча сигнал там слабший, відсутність сторонніх шумів робить його "чистішим" для аналізу.
Що саме побачив телескоп?
Учений створив карту гамма-випромінювання, відфільтрувавши всі відомі джерела, такі як пульсари чи залишкові ефекти від "бульбашок Фермі". Те, що залишилося на карті, його вразило: це було слабке, але чітке сферичне світіння з піковою енергією у 20 гігаелектронвольт (ГеВ).
За словами Тотані, розподіл цього випромінювання і його енергетичний спектр напрочуд точно збігаються з теоретичними моделями анігіляції вімпів, маса яких приблизно у 500 разів перевищує масу протона. Жодне інше відоме астрофізичне явище не може так точно пояснити цей сигнал.
Чи варто відкривати шампанське?
Хоча результати виглядають переконливо, наукова спільнота залишається обережною. Це відкриття потребує незалежної перевірки іншими групами дослідників, зазначає SciTechDaily.
Щоб остаточно підтвердити, що це саме темна матерія, а не новий, невідомий тип пульсарів, астрономам потрібно знайти аналогічні сигнали в інших місцях, наприклад, у карликових галактиках-супутниках, які обертаються навколо Чумацького Шляху.
Якщо і там буде виявлено таке ж світіння, це стане незаперечним доказом того, що фізика стоїть на порозі революції.