Темная материя оказалась непричастна к избытку гамма-излучения

Вероятностное распределение фотонов гамма-излучения на изображениях телескопа Ферми показало, что за избыток гамма-излучения, скорее всего, ответственны еще не обнаруженные объекты.

Иллюстрация: Christoph Weniger

Группа астрофизиков из Принстонского университета нашла доказательства, что избыток гамма-лучей, которые излучаются центром Млечного Пути, не связан с аннигиляцией темной материи. Статья была опубликована в журнале Physical Review Letters, с ее препринтом можно ознакомиться на сайте arXiv

Ранее ученые считали, что центр Галактики содержит огромное количество темной материи, гипотетические частицы которой — вимпы —  сталкиваются друг с другом и взаимно уничтожаются с выделением энергии в виде гамма-лучей. Это соответствовало наблюдениям космического телескопа Ферми, который обнаружил избыток гамма-излучения со стороны центра Галактики, не объяснимый наличием известных источников: пульсаров, двойных звезд, остатками сверхновых или столкновением высокоэнергетических частиц с межзвездным газом.

Однако астрофизики решили проверить, действительно ли темная материя может быть ответственна за избыток гамма-лучей. Вместо нее источниками излучения могли быть неизвестные объекты, которые находились за пределами разрешающей способности телескопа Ферми, например, быстро вращающиеся миллисекундные пульсары. Для этого ученые применили новый статистический анализ, основанный на вероятностном распределении фотонов гамма-излучения по пикселям изображений, которые сделал телескоп. Исследователи исходили из того факта, что в случае аннигиляции темного вещества яркие пиксели будут ровно распределены по изображениям. В случае же неизвестных источников яркими окажутся отдельные пиксели.

Исследование показало, что половина избыточного гамма-излучения должна объясняться наличием пока еще не обнаруженных источников. Ученые экстраполировали полученные результаты на весь избыток, и предположили, что он является результатом существования в центре Галактики нескольких сотен объектов, излучающих гамма-лучи. Однако для подтверждения этого необходимо прямое обнаружение источников, которое пока еще недостижимо с помощью существующих инструментов.

Темная материя — гипотетическая материя, почти не взаимодействующая с известной материей, однако оказывающая гравитационное влияние на космические объекты, которое можно обнаружить через астрофизические наблюдения. Темная материя составляет примерно 27% от общей массы Вселенной. Ученым пока точно неизвестно, какие именно частицы образуют темную материю.

Александр Еникеев

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.