Дослідники з Університету Джонса Гопкінса, можливо, знайшли переконливу підказку в триваючих пошуках доказів існування темної матерії. Загадкове дифузне світіння гамма-променів поблизу центру Чумацького Шляху десятиліттями бентежило науковців, які намагалися з’ясувати, чи походить це випромінювання від зіткнення частинок темної матерії, чи від швидко обертових нейтронних зірок.
Виявляється, що обидві теорії однаково ймовірні, згідно з дослідженням, опублікованим у журналі Physical Review Letters.
Якщо надлишок гамма-випромінювання не походить від зірок, що вмирають, це може стати першим доказом існування темної матерії.
«Темна матерія домінує у Всесвіті й утримує галактики разом. Вона надзвичайно важлива, і ми постійно відчайдушно шукаємо способи, як можемо її виявити», — сказав співавтор Джозеф Сілк, професор фізики та астрономії в Університеті Джонса Гопкінса, а також дослідник Паризького інституту астрофізики та Сорбоннського університету. «Гамма-промені, і зокрема надлишок світла, який ми спостерігаємо в центрі нашої галактики, можуть бути нашою першою підказкою».
Сілк і міжнародна команда дослідників використали суперкомп’ютери для створення карт розташування темної матерії в Чумацькому Шляху, вперше врахувавши історію формування галактики.
Сьогодні Чумацький Шлях є відносно закритою системою, до якої майже не надходить і не виходить матеріал. Але так було не завжди. Протягом перших мільярдів років існування багато менших галактикоподібних систем, що складалися з темної матерії та звичайних речовин, увійшли до нього й стали будівельними блоками молодої галактики. Коли частинки темної матерії тяжіли до центру й скупчувалися, кількість їхніх зіткнень зростала.
Коли дослідники врахували більш реалістичні сценарії зіткнень, змодельовані карти збіглися з фактичними картами гамма-випромінювання, отриманими космічним гамма-телескопом Фермі.
Ці збіги доповнюють тріаду доказів, які свідчать, що надлишок гамма-променів у центрі Чумацького Шляху може походити від темної матерії. Випромінювання, що виникає внаслідок зіткнень частинок темної матерії, створює той самий сигнал і має ті ж властивості, що й спостережувані дані, зазначають учені, хоча це ще не є остаточним підтвердженням.
Світло, що випромінюється старими нейтронними зірками, які швидко обертаються (так званими мілісекундними пульсарами), також може пояснити існуючу карту гамма-випромінювання. Проте ця теорія має недоліки — щоб розрахунки збіглися, потрібно припустити, що мілісекундних пульсарів у центрі Галактики набагато більше, ніж зафіксовано спостереженнями.
Відповідь може дати будівництво нового великого гамма-телескопа — Черенковського телескопного масиву. Науковці очікують, що дані з цього інструмента, який має вищу роздільну здатність і здатний вимірювати сигнали високої енергії, допоможуть розв’язати цю космічну загадку.
Команда планує новий експеримент, щоб перевірити, чи мають гамма-промені з Чумацького Шляху вищу енергію — тобто чи є вони результатом діяльності мілісекундних пульсарів, чи продуктом зіткнень частинок темної матерії з нижчою енергією.
«На мою думку, беззаперечним сигналом було б остаточне підтвердження», — зазначив Сілк.
Поки що дослідники продовжують будувати прогнози щодо того, де саме слід шукати темну матерію в кількох карликових галактиках, що обертаються навколо Чумацького Шляху. Коли ці моделі буде складено, їх порівняють із реальними спостереженнями високої роздільної здатності.
«Можливо, нові дані дозволять нам підтвердити одну з теорій», — підсумував Сілк. «Або, можливо, ми нічого не знайдемо — і тоді це стане ще більшою загадкою, яку доведеться розгадати».
Джерело: portaltele.com.ua