Ученые, возможно, впервые «увидели» темную материю благодаря космическому гамма-телескопу «Ферми» НАСА. Если это так, то это будет означать первое прямое обнаружение самого загадочного вещества во Вселенной, сообщает Space.com, пишет УНН.
Подробности
Теория темной материи была предложена в 1933 году астрономом Фрицем Цвикки, который обнаружил, что видимые галактики скопления Вероника Хэйр не обладают необходимым гравитационным влиянием, чтобы предотвратить взрыв скопления. Затем, в 1970-х годах, астроном Вера Рубин и ее коллеги обнаружили, что внешние края спиральных галактик вращаются с той же скоростью, что и их центры, что было бы возможно только в том случае, если бы основная масса массы в этих галактиках не была сосредоточена в их центрах, а, скорее, распространялась более широко. Конечно, это не прямые наблюдения темной материи, а выводы, сделанные на основе взаимодействия темной материи с гравитацией, а также влияния, которое гравитация оказывает на обычную материю и свет. Однако благодаря этим открытиям астрономы позже подсчитали, что все крупные галактики окружены обширными ореолами темной материи, которые простираются далеко за пределы видимой материи в галактиках (например, галактические ореолы звезд).
По оценкам, частицы этого загадочного вещества превосходят по численности частицы, составляющие повседневную материю, в соотношении пять к одному. Это означает, что все, что мы видим вокруг себя каждый день – звезды, планеты, луны, наши тела, соседский кот и т. д. – составляет лишь 15% материи во Вселенной, а темная материя составляет оставшиеся 85%. Загадку темной материи усугубляет тот факт, что, поскольку она очень мало или вообще не взаимодействует с электромагнитным излучением, она не излучает, не поглощает и не отражает свет. Таким образом, он фактически невидим на всех длинах волн света — по крайней мере, мы так думали.
Как пишет издание, есть одна возможность, которая приведет к тому, что темная материя будет производить свет. Если частицы темной материи «аннигилируют» при встрече и взаимодействии, как это происходит с материей и ее аналогом антиматерией, то это должно вызвать поток частиц, включая фотоны гамма-излучения, которые, хотя и невидимы для наших глаз, могут быть «увидены» чувствительными космическими гамма-телескопами. Одной из предполагаемых «самоуничтожающихся» частиц, которые, как полагают, составляют темную материю, являются так называемые «слабо взаимодействующие массивные частицы» или «WIMPS».
Группа исследователей под руководством Томонори Тотани с факультета астрономии Токийского университета направила космический корабль Ферми в область Млечного Пути, где должна собираться темная материя, а именно в центр нашей галактики, и начала охоту за этой характерной сигнатурой гамма-излучения.
«Тотани считает, что мы наконец нашли эту подпись», — говорится в сообщении.
«Мы обнаружили гамма-лучи с энергией фотонов 20 гигаэлектронвольт (или 20 миллиардов электронвольт, чрезвычайно большое количество энергии), распространяющиеся в виде галоподобной структуры к центру галактики Млечный Путь», — сказал Тотани. «Гамма-компонента точно соответствует форме, ожидаемой от гало темной материи».
И это, как отмечает издание, не единственное близкое совпадение. Энергетическая характеристика этих гамма-лучей близко соответствует предсказанной в результате столкновительной аннигиляции частиц вимпа, масса которых, по прогнозам, примерно в 500 раз превышает массу протонов, обычных частиц материи, находящихся в сердцевине атомов. Тотани предполагает, что не существует других астрономических явлений, которые могли бы легко объяснить гамма-лучи, наблюдаемые Ферми.
«Если это правда, то, насколько мне известно, это будет первый раз, когда человечество «увидит» темную материю. И оказывается, что темная материя — это новая частица, которая не является частью нынешней стандартной модели физики элементарных частиц», — сказал Тотани. «Это знаменует собой важное событие в астрономии и физике».
Хотя Тотани уверен, что то, что он и его коллеги обнаружили, является признаком того, что частицы темной материи WIMP уничтожают друг друга в самом сердце Млечного Пути, научному сообществу в целом потребуются более убедительные доказательства, прежде чем можно будет закрыть книгу об этой почти вековой загадке, отмечается в статье.
«Этого можно достичь, когда будет накоплено больше данных, и если это так, это предоставит еще более убедительные доказательства того, что гамма-лучи происходят из темной материи», — добавил Тотани.
Исследование команды было опубликовано во вторник (25 ноября) в Журнале космологии и физики астрочастиц.
Сверхлегкая темная материя могла способствовать образованию гигантских черных дыр в ранней Вселенной 21.04.25, 18:14 • 6560 просмотров