Таинственное свечение, обнаруженное в центре нашей Галактики, связали с темной материей
Центр Млечного Пути странно светится.
Конечно, там есть целая куча звезд, а также черная дыра, в 4 миллиона раз превышающая массу Солнца, но вычтите свет из всего этого, и мы все равно останемся с необъясненным избыточным гамма-излучением, которое исходит из этой области.
Область получила название Galactic Center GeV Excess (GCE), и озадачил ученых с момента его открытия физиками Лизой Гуденаф и Дэном Хупером в 2009 году. По данным телескопа Ферми НАСА, они обнаружили избыточное гамма-излучение — один из самых мощных источников света во Вселенной — и астрономы не могут обнаружить причину излучения.
Физик Маттиа ди Мауро из Национального института ядерной физики в Италии опубликовал свое исследование. Анализ, указывает на темную материю как на причину возникновения избыточного излучения (впервые подобная идея была выдвинута в качестве объяснения Гуденафом и Хупером).
Мы не знаем, что такое темная материя, просто существует таинственная масса, создающая гравитационные эффекты, которые нельзя объяснить тем веществом, которое мы можем обнаружить напрямую — обычной материей, такой как звезды, пыль, газ и галактики.
Например, галактики вращаются намного быстрее, чем должны были бы, если бы на них просто влияла нормальная материя в них; гравитационное линзирование — искривление пространства-времени вокруг массивных объектов — намного сильнее, чем должно быть. То, что создает эту дополнительную гравитацию, невозможно обнаружить напрямую.
Мы представляем темную материю только по гравитационному эффекту, который она оказывает на другие объекты. Примерно 80 процентов всей материи во Вселенной — это темная материя, хотя мы не можем видеть ее.
Гуденаф и Хупер предположили, что, если определенные частицы темной материи, называемые WIMPS (слабо взаимодействующие массивные частицы), и их античастицы столкнутся, они аннигилируют друг с другом, взрываясь ливнем других частиц, включая гамма-фотоны. По их словам, это объяснение на удивление хорошо согласуется с данными.
В 2018 году другая группа ученых предположила, что причиной излучения могут быть очень старые мертвые звезды, называемые пульсарами, которые астрономы еще не обнаружили. Это правдоподобно, потому что центр Галактики переполнен, пылен и очень энергичен — было бы довольно легко пропустить звезду или несколько.
Вернемся к Ди Мауро. Его исследование сравнивает данные телескопа Ферми за последние 11 лет с измерениями других астрономических аномалий, зарегистрированных детектором космических лучей «Памела» на борту спутника «Ресурс-ДК № 1» и экспериментом Альфа-магнитного спектрометра на борту МКС.
В частности, его исследование использует самый широкий набор данных Ферми, собранных за последний год, и сводит к минимуму неопределенности, вносимые радиационным фоном. По словам Ди Мауро, это дало информацию о пространственном распределении излучения, которая может помочь исключить различные объяснения.
По его словам, это никогда раньше не наблюдалось и может быть объяснено темной материей, поскольку мы думаем, что частицы темной материи должны иметь схожие энергии.
«Анализ ясно показывает, что избыток гамма-лучей сконцентрирован в центре Галактики, именно это мы ожидаем найти в центре Млечного Пути, если темная материя на самом деле является частицей нового типа», — сказал он.
Что же это за частица, до сих пор остается загадкой.
Исследование опубликовано в Physical Review D.
