Астрономы утверждают, что впервые зафиксировали темную материю. Из нее состоит большая часть Вселенной, но она невидима
Группа астрономов считает, что им впервые в истории удалось обнаружить темную материю. Из этой субстанции состоит 85% всей вселенной. Если они правы, учебники по физике придется переписывать. Речь идет о таинственном ореоле жестких лучей вокруг центра Млечного Пути.
Что вы узнаете из этой статьи:
- Что такое темная материя простыми словами.
- Как астрономы искали гамма ореол в центре Галактики и почему вимп-частицы считаются главными кандидатами.
- Чем новое исследование отличается от прошлых попыток и какие проверки нужны, чтобы заявить о настоящем открытии темной материи.
Группа астрономов проанализировала пятнадцать лет данных космического гамма телескопа Ферми, охотясь за тем, что в учебниках описывают как невидимую массу Вселенной. В малоизученной области рядом с центром Млечного Пути они выделили ореол гамма излучения с энергией около двадцати гигаэлектронвольт. Форма этого ореола подозрительно точно повторяет расчетное гало темной материи.
Чтобы понять, о чем идет речь, достаточно базового объяснения темной материи простыми словами. Все, что мы видим в телескопы, — звезды, газ, пыль, галактики, — дает слишком мало массы. Если считать только эту барионную материю, гравитации не хватает, чтобы удержать галактики: они должны были бы развалиться.
Поэтому физики вводят в уравнения невидимую компоненту, которая не светится и почти не взаимодействует со светом, но создает дополнительное притяжение.
Одна из главных гипотез говорит, что эта невидимая масса состоит из вимп частиц — слабо взаимодействующих массивных объектов, которые тяжелее привычных протонов и электронов и движутся медленнее. Вокруг галактик они образуют огромные гало. Если у вимпов есть античастицы, то при редких столкновениях пары должны аннигилировать и выбрасывать энергию в виде гамма излучения. Именно по такоий сигнатуре ученые и пытаются «поймать» темную материю уже несколько десятилетии.
Но у гамма лучей есть одна неприятная особенность: они появляются в космосе постоянно и по множеству причин. Их дают взрывы сверхновых, вспышки на нейтронных звездах, активные ядра галактик.
Поэтому задача «как ученые обнаружили темную материю» на практике превращается в фильтр: нужно найти участок неба, где все известные источники слишком слабы или не могут дать наблюдаемую картину. Авторы работы уверяют, что именно такие ограничения они и наложили на выбранную область.
По расчетам японской группы, интенсивность гамма сигнала подходит под аннигиляцию частиц, чья масса примерно в пятьсот раз больше массы протона. Если интерпретация верна, речь идет о новой частице, которой нет в Стандартной модели.