На початку 1930 років швейцарський астроном Фріц Цвіккі звернув увагу на те, що галактики рухаються значно швидше, ніж дозволяла б їхня видима маса. Це спостереження змусило його припустити існування невидимої структури – темної матерії, яка тримає галактики разом. І майже через 100 років вчені заявили, що обсерваторія NASA Fermi Gamma-ray Space Telescope, імовірно, виявила перші прямі ознаки того, що темну матерію вдалося “побачити”.
Щоб дізнатись останні новини, слідкуйте за нашим каналом Google News онлайн або через застосунок.
Темна матерія від моменту її теоретичного обґрунтування залишалася однією з найбільших загадок космології. До сьогодні її вдавалося відстежувати лише через опосередкований вплив на звичайну матерію – наприклад, через потужну гравітацію. Причина її невидимості в тому, що частинки, з яких вона складається, не поглинають, не відбивають і не випромінюють світло, а тому залишаються прихованими для телескопів, що працюють у звичному для нас діапазоні випромінювання.
Хоча існує багато моделей, найбільш поширеною є гіпотеза про те, що темна матерія складається з так званих слабковзаємодіючих масивних частинок (weakly interacting massive particles, або WIMP). Вони мають значно більшу масу, ніж протони, але майже не контактують з іншими частинками. Водночас теорія передбачає: якщо два WIMP зіткнуться, обидві частинки зникнуть у процесі анігіляції, виділивши фотони гамма-випромінювання та інші частинки.
Протягом багатьох років астрономи вели спостереження за ділянками космосу, де темної матерії має бути найбільше, зокрема за центральною частиною Чумацького Шляху, в пошуках саме такого типу гамма-випромінювання. Спираючись на актуальні дані телескопа Fermi, професор Томонорі Татані з Токійського університету заявив, що вперше зафіксував гамма-промені, які відповідають теоретичним передбаченням щодо анігіляції частинок темної матерії.
“Ми виявили гамма-промені з енергією фотонів 20 гігаелектронвольт (або 20 млрд електронвольт, що є надзвичайно великою кількістю енергії), які поширюються у вигляді галоподібної структури в напрямку центру галактики Чумацький Шлях. Компонент гамма-випромінювання точно відповідає формі, очікуваній від гало темної матерії”, – зазначив науковець.
Спостережений спектр, тобто інтенсивність та енергетичний діапазон зареєстрованого випромінювання, збігається з теоретичними очікуваннями для анігіляції гіпотетичних WIMP, маса яких приблизно у 500 разів більша, ніж у протона. Частота таких зіткнень, оцінена за гамма-інтенсивністю, також потрапляє в межі розрахунків, зроблених у попередніх моделях. Отримані дані практично неможливо пояснити альтернативними астрономічними явищами чи іншими джерелами гамма-променів. Тому Татані вважає цю знахідку найпереконливішим доказом того, що йому вдалося зафіксувати сигнал від темної матерії.
“Якщо це правильно, то, наскільки мені відомо, це буде перший випадок, коли людство «побачило» темну матерію. І виявляється, що темна матерія – це нова частинка, яка не входить до поточної стандартної моделі фізики частинок. Це означає значний прогрес в астрономії та фізиці”, – підкреслив він.
Звісно, ці результати ще потребують незалежного підтвердження. Фахівці прагнутимуть додаткових доказів, що це випромінювання справді є наслідком анігіляції темної матерії, а не продуктом інших астрофізичних процесів. Одним зі способів зміцнити висновки стане пошук гамма-випромінювання з такими ж енергетичними характеристиками в інших регіонах з високою концентрацією темної матерії. Наприклад, сигнали від карликових галактик, що входять до гало Чумацького Шляху.
“Це може бути досягнуто після накопичення більшої кількості даних, і в такому випадку це надало б ще більш переконливі докази того, що гамма-промені походять від темної матерії”, – підсумував науковець.
Читайте також:
- Зоряне скупчення Плеяди виявилося у 20 разів більшим, ніж вважали вчені
- Таємниче світіння в Чумацькому Шляху може вказувати на темну матерію