Таємниче світіння в центрі Чумацького Шляху може бути першим доказом існування темної матерії. Нові моделювання змінюють баланс між різними теоріями, що пояснюють надлишок гамма-випромінювання в центрі нашої галактики.
Щоб дізнатись останні новини, слідкуйте за нашим каналом Google News онлайн або через застосунок.
Дослідники з Університету Джона Хопкінса, можливо, наблизилися до вирішення одного з головних питань сучасної астрофізики. Тривале таємниче дифузне світіння гамма-променів у центрі Чумацького Шляху вже десятиліттями бентежить науковців. Питання залишається відкритим: чи це світло виникає через зіткнення частинок темної матерії, чи через нейтронні зірки, що швидко обертаються.
Нове дослідження, опубліковане в журналі Physical Review Letters, показує, що обидві теорії мають приблизно однакову ймовірність. Якщо надлишок гамма-променів не викликаний мілісекундними пульсарами, це може стати першим серйозним доказом існування темної матерії.
«Темна матерія домінує у Всесвіті і тримає галактики разом. Вона надзвичайно важлива, і ми постійно шукаємо способи її виявити», – зазначив Джозеф Сілк, професор фізики та астрономії Університету Джона Хопкінса і дослідник Інституту астрофізики Парижа та Сорбонського університету. «Надлишкове гамма-світло в центрі нашої галактики може стати першою підказкою».
Команда Сілка використала суперкомп’ютери для створення карт розташування темної матерії в Чумацькому Шляху, вперше врахувавши історію формування галактики. У ранні мільярди років менші галактичні системи, що містили темну матерію та інші матеріали, приєднувалися до молодого Чумацького Шляху. Частинки темної матерії збиралися у центрі галактики, збільшуючи кількість зіткнень.
Коли дослідники внесли реалістичніші дані про ці зіткнення, змоделюванні карти збіглися з фактичними спостереженнями гамма-випромінювання, отриманими космічним телескопом Fermi Gamma-ray Space Telescope. Ця збіжність посилює гіпотезу, що надлишок гамма-променів може походити від темної матерії. Хоча це не є остаточним доказом, характеристики сигналу відповідають очікуваним властивостям гамма-променів від частинок темної матерії.
Світло від старих нейтронних зірок, що швидко обертаються, так званих мілісекундних пульсарів, також могло б пояснити наявні дані. Проте ця теорія має слабкі місця: щоб розрахунки збігалися, довелося б припустити, що пульсарів більше, ніж спостерігається.
Відповіді можуть дати нові спостереження з Cherenkov Telescope Array – гігантського гамма-телескопа з високою роздільною здатністю, здатного вимірювати високоенергетичні сигнали. Дослідники планують перевірити, чи гамма-промені з Чумацького Шляху мають високу енергію (що вказувало б на мілісекундні пульсари) або нижчу (що вказувало б на темну матерію). «Чіткий сигнал одразу дав би незаперечний доказ», – сказав Сілк.
Команда також працює над прогнозами, де шукати темну матерію у карликових галактиках, що обертаються навколо Чумацького Шляху. Після складання карт прогнозів вони порівняють їх із даними високої роздільної здатності, щоб визначити, яка з теорій правильна. «Можливо, ми підтвердимо одну теорію, або ж нічого не знайдемо – і тоді загадка стане ще більшою», – додав Сілк.
Читайте також:
- Астрономи вперше побачили, як темна матерія деформує космічне світло
- ESA запустило в Австралії нову антену для сигналів з далекого космосу