|
Возможно, обнаружили темную материю
|
|
|
|
В начале 1930—х годов швейцарский астроном Фриц Цвикки наблюдал, как галактики в космосе движутся быстрее, чем позволяет их масса, что побудило его сделать вывод о наличии некоего невидимого каркаса — темной материи, удерживающего галактики вместе. Почти 100 лет спустя космический гамма-телескоп НАСА "Ферми", возможно, предоставил прямые доказательства существования темной материи, позволив впервые "увидеть" невидимую материю.
|
|
|
|
Неуловимая природа темной материи
|
|
|
|
Темная материя оставалась в значительной степени загадкой с тех пор, как она была предложена много лет назад. До этого момента ученые могли лишь косвенно наблюдать за темной материей, изучая ее воздействие на наблюдаемую материю, например, ее способность генерировать гравитационную силу, достаточную для удержания галактик вместе.
|
|
|
|
Причина, по которой темную материю невозможно наблюдать непосредственно, заключается в том, что частицы, из которых состоит темная материя, не взаимодействуют с электромагнитными силами — это означает, что темная материя не поглощает, не отражает и не излучает свет.
|
|
|
|
Теорий предостаточно, но многие исследователи предполагают, что темная материя состоит из так называемых слабо взаимодействующих массивных частиц, или вимпов, которые тяжелее протонов, но очень слабо взаимодействуют с другой материей. Несмотря на это отсутствие взаимодействия, при столкновении двух вимпов, по прогнозам, две частицы анниглируют друг с другом и высвобождают другие частицы, включая фотоны гамма-излучения.
|
|
|
|
|
|
|
Исследователи в течение многих лет проводили астрономические наблюдения за областями, где сосредоточена темная материя, такими как центр Млечного Пути, в поисках этих специфических гамма-лучей.
|
|
|
|
Прорывные наблюдения с телескопа "Ферми"
|
|
|
|
Используя последние данные космического гамма-телескопа "Ферми", профессор Томонори Тотани (Tomonori Totani) с астрономического факультета Токийского университета считает, что он, наконец, обнаружил специфические гамма-лучи, которые, согласно теории, возникают при аннигиляции частиц темной материи.
|
|
|
|
Исследование Тотани опубликовано в журнале Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
|
|
|
|
"Мы обнаружили гамма-лучи с энергией фотонов в 20 гигаэлектронвольт (или 20 миллиардов электронвольт, чрезвычайно большое количество энергии), распространяющиеся в виде гало-структуры к центру галактики Млечный Путь. Компонент гамма-излучения точно соответствует форме, ожидаемой от гало темной материи", - сказал Тотани.
|
|
|
|
Наблюдаемый энергетический спектр, или диапазон интенсивностей излучения гамма-излучения, соответствует излучению, предсказанному в результате аннигиляции гипотетических вимпов, масса которых примерно в 500 раз превышает массу протона. Частота аннигиляции WIMP, оцененная по измеренной интенсивности гамма-излучения, также находится в пределах теоретических предсказаний.
|
|
|
|
Важно отметить, что эти измерения гамма-излучения нелегко объяснить другими, более распространенными астрономическими явлениями или гамма-излучениями. Поэтому Тотани считает эти данные убедительным свидетельством того, что гамма-излучение исходит от темной материи, поиск которого велся в течение многих лет.
|
|
|
|
"Если это верно, то, насколько мне известно, это будет означать, что человечество впервые "увидело" темную материю. И оказывается, что темная материя - это новая частица, не включенная в текущую стандартную модель физики элементарных частиц. Это знаменует собой крупное достижение в астрономии и физике", - сказал Тотани.
|
|
|
|
Следующие шаги и научная проверка
|
|
|
|
Хотя Тотани уверен, что его измерения гамма-излучения позволяют обнаружить частицы темной материи, его результаты должны быть подтверждены независимым анализом, проведенным другими исследователями. Даже при таком подтверждении ученые захотят получить дополнительные доказательства того, что галоподобное излучение действительно является результатом аннигиляции темной материи, а не вызвано какими-то другими астрономическими явлениями.
|
|
|
|
Дополнительные доказательства столкновений WIMP в других местах с высокой концентрацией темной материи подтвердили бы эти первоначальные результаты. Обнаружение гамма-излучения той же энергии, что и у карликовых галактик в гало Млечного Пути, например, подтвердило бы анализ Тотани.
|
|
|
|
"Это может быть достигнуто после того, как будут собраны дополнительные данные, и если это так, то это даст еще более убедительные доказательства того, что гамма-лучи происходят из темной материи", - сказал Тотани.
|
|
|
|
Источник
|
