Исследование утверждает, что предоставило первые прямые доказательства существования темной материи | Наука

Почти столетие назад ученые предположили, что загадочная невидимая субстанция, которую они назвали темной материей, скапливается вокруг галактик и образует космическую паутину, охватывающую Вселенную.

Из чего состоит темная материя и существует ли она вообще, все еще остается открытым вопросом, но, согласно исследованию, наконец-то удалось увидеть первые прямые доказательства существования этого вещества.

Необходима дополнительная работа, чтобы исключить менее экзотические объяснения, но если это правда, открытие станет поворотным моментом в многолетних поисках неуловимого вещества, которое, как говорят, составляет 27% космоса.

«Это может стать решающим прорывом в разгадке природы темной материи», — сказал профессор Томонори Тотани, астрофизик из Токийского университета, который сказал, что гамма-лучи, исходящие из центра Млечного Пути, по-видимому, несут на себе следы этого вещества.

Темная материя была впервые описана в 1930-х годах, когда швейцарский астроном Фриц Цвикки заметил, что далекие галактики вращаются быстрее, чем позволяет их масса. Наблюдения привели к появлению понятия темной материи — материала, который не излучает и не поглощает свет, но оказывает невидимое гравитационное притяжение на галактики, которые он окружает.

С тех пор ученые занимаются поиском частиц темной материи, но до сих пор наземные детекторы, космические телескопы и огромные машины, такие как Большой адронный коллайдер недалеко от Женевы, ничего не дали.

Одна из многих теорий темной материи постулирует, что она состоит из так называемых слабо взаимодействующих массивных частиц, или слабаков, которые тяжелее протонов, находящихся внутри атомов, но почти не взаимодействуют с обычной материей. Когда два слабака сталкиваются, они могут уничтожить друг друга, высвободив другие частицы и выброс гамма-лучей.

Чтобы найти потенциальные сигналы темной материи, Тотани проанализировал данные гамма-излучения Ферми НАСА. Космос Телескоп, который обнаруживает самые энергичные фотоны в электромагнитном спектре. Он заметил узор гамма-лучей, который, по-видимому, соответствует форме гало темной материи, которое распространяется в сфере из сердца галактики.

Сигнал «очень близко соответствует свойствам гамма-излучения, которое, по прогнозам, будет излучаться темной материей», — сказал Тотани Guardian. Подробности опубликовано в Журнал космологии и физики астрочастиц.

Если Тотани видел работу темной материи, то наблюдения показывают, что она состоит из элементарных частиц, в 500 раз более массивных, чем протон. Но требуется гораздо больше работы, чтобы исключить другие астрофизические процессы и фоновые выбросы, которые могли бы объяснить сигналы.

Тотани сказал, что «решающим фактором» будет обнаружение гамма-лучей с тем же спектром из других регионов космоса, таких как карликовые галактики. По словам профессора Джастина Рида, астрофизика из Университета Суррея, отсутствие значительных сигналов от таких галактик является убедительным аргументом против того, что Тотани видел гамма-лучи, испускаемые в результате аннигиляции частиц темной материи.

Профессор Кинва Ву, астрофизик-теоретик из UCL, также призвал к осторожности. «Я ценю тяжелую работу и преданность автора, но нам нужны экстраординарные доказательства для экстраординарного утверждения», — сказал он. “Этот анализ еще не достиг такого статуса. Это часть работы, которая служит стимулом для работников на местах продолжать работу”.