Центр нашей галактики Млечный Путь
- Источник:
Science Photo Library via Legion Media
Что такое темная материя
Термин «темная материя» был введен в астрономии и космологии около ста лет тому назад, чтобы обозначить некую невидимую форму материи, примерно на четверть заполняющей Вселенную. Присутствие этой скрытой субстанции позволяет объяснить многие процессы, происходящие во Вселенной, которые иначе объяснению не поддаются. Например, то, что внешние области галактик в космосе вращаются быстрее, чем позволяет их масса.
С тех пор, как существование темной материи было предложено, она во многом остается загадкой. До сих пор ученым удавалось наблюдать темную материю лишь косвенно, по ее влиянию на видимую материю, например, по ее способности генерировать достаточно гравитационного поля, чтобы удерживать галактики вместе.
Почему нельзя увидеть темную материю
Причина, по которой темную материю невозможно наблюдать напрямую, заключается в том, что частицы, из которых она состоит, не взаимодействуют с электромагнитным полем, то есть темная материя не поглощает, не отражает и не излучает свет (именно поэтому ее и называют темной).
Из чего состоит темная материя
Существует множество теорий, но многие исследователи предполагают, что темная материя состоит из так называемых слабовзаимодействующих массивных частиц — вимпов (от английского weakly interacting massive particle, WIMP). Считается, что вимпы тяжелее протонов, но очень слабо взаимодействуют с другими частицами. Предполагается, что при столкновении двух вимпов происходит их аннигиляция и испускание других частиц, включая гамма-фотоны.
Галообразная структура
В поисках этих специфических гамма-лучей астрофизики на протяжении многих лет изучают регионы, где сосредоточена темная материя, например, центр Млечного Пути, и, похоже, что одному из ученых, наконец, повезло.
Профессор Томонори Тотани с кафедры астрономии Токийского университета в своей статье, опубликованной в , сообщил, что, анализируя данные за последние 15 лет, полученные с космического гамма-телескопа NASA «Ферми», ему и его коллегам удалось обнаружить специфические гамма-лучи, которые, как было предсказано, должны испускаться при аннигиляции частиц темной материи.
«Мы обнаружили гамма-лучи с энергией фотонов 20 гигаэлектронвольт (или 20 миллиардов электронвольт, что является экстремально большим объемом энергии), простирающиеся в виде галообразной структуры к центру галактики Млечный Путь», — заявил Тотани.
«Составляющая гамма-излучения практически соответствует ожидаемой форме гало темной материи».
Гало темной материи — это часть галактики, простирающаяся далеко за пределы видимой части галактического диска, где и присутствует основная часть темной материи.
Тотани подчеркивает, что все характеристики обнаруженного гамма-излучения находятся в пределах теоретических прогнозов. Например, диапазон его интенсивности соответствует предсказанному излучению при аннигиляции гипотетических вимпов с массой примерно в 500 раз больше массы протона. Частота аннигиляции вимпов, оцененная по измеренной интенсивности гамма-излучения, также находится в пределах теоретических предсказаний.
При этом, что важно, эти эффекты трудно объяснить другими, более распространенными астрономическими явлениями. Поэтому Тотани считает полученные данные убедительным свидетельством существования гамма-излучения темной материи, поиски которого ведутся уже много лет.
«Если все подтвердится, то это будет означать, что человечество впервые „увидело“ темную материю. Это знаменует собой важный шаг в развитии астрономии и физики», — подчеркнул Тотани.
