Действительно ли это первое изображение темной материи?

То, что мы видим в нашей Вселенной, составляет лишь примерно пять процентов того, что там. Остальные 95 процентов невидимы.

Но теперь исследователь из Токийского университета говорит, что видел по крайней мере часть этой невидимой вселенной.

Считается, что примерно 68 процентов нашей Вселенной состоит из темной энергии, которая заставляет Вселенную расширяться с возрастающей скоростью, а оставшиеся 27 процентов — это темная материя, которая удерживает галактики от разлета.

Единственная проблема в том, что мы не можем видеть темную материю или темную энергию: мы видим только то, как они взаимодействуют с другими объектами, например с галактиками.

В 1933 году астроном Фриц Цвикки задался вопросом, почему галактики в скоплении не разлетаются друг от друга, основываясь на обычной материи. Он предположил, что существует невидимая форма материи, удерживающая их вместе.

Затем, в 1970-х годах, исследователь Вера Рубин также была озадачена тем, почему звезды в спиральных галактиках держатся вместе, а не разлетаются друг от друга. Она предположила, что существует невидимая материя, которая предотвращает это: темная материя.

С тех пор ученые изо всех сил пытаются «увидеть» темную материю в той или иной форме.

Теперь астроном и профессор Томонори Тотани с факультета астрономии Токийского университета говорит, что он получил изображение темной материи, используя данные космического гамма-телескопа Ферми.

Дело не в видимом свете, а в гамма-лучах, разновидности излучения.

Тотани сказал, что он был настроен скептически, когда впервые столкнулся с чем-то похожим на ореол гамма-лучей. «Но когда я нашел время, чтобы тщательно проверить это и почувствовал уверенность, что это правильно, у меня пошли мурашки по коже», — сказал он в электронном письме. Его выводы были опубликовано во вторник в Журнале космологии и физики астрочастиц.

Вопросы остаются

Астрономы на самом деле не знают, что такое темная материя. Но существует теория, что она состоит из так называемых слабовзаимодействующих массивных частиц, или вимпсов. Эти частицы тяжелее протонов, но очень мало взаимодействуют с другим веществом. Идея состоит в том, что когда эти частицы сталкиваются, они аннигилируют друг друга, высвобождая другие частицы, в том числе гамма-лучи.

Также считается, что хорошее место для поиска темной материи — центр нашей галактики.

Используя данные Ферми, Тотани утверждает, что он зафиксировал гамма-лучи из центра Млечного Пути.

Хотя за последние 20 лет он написал несколько исследований темной материи, искать гамма-лучи темной материи он начал только в начале 2024 года. Исследование возникло из более раннего исследования гамма-лучей с использованием спутниковых данных Ферми.

«Часть данных Ферми показала своеобразное превышение, которое наша модель не могла объяснить, что заставило меня заподозрить, что оно может быть связано с излучением, исходящим от темной материи», — сказал Тотани.

Но, как однажды сказал великий астроном Карл Саган, экстраординарные утверждения требуют экстраординарных доказательств.

Как это держится?

«Я думаю, что статья — ажиотаж вокруг статьи — не совсем соответствует анализу», — сказала Рене Хложек, космолог и доцент Института астрономии и астрофизики Данлэпа при Университете Торонто.

Это находка одного автора, что бывает редко. Хотя Хложек сказала, что это не «по сути плохо», она отметила, что в статье также игнорируется немало других анализов, которые пытались более точно смоделировать тип «шума», который исходит из нашей собственной галактики или астрофизического переднего плана.

«Итак, если вы делаете грандиозное заявление об обнаружении сигнала темной материи и не цитируете эти статьи или не проводите действительно тщательный анализ переднего плана, именно это начинает заставлять меня беспокоиться, что анализ не так строг, как утверждение».

Хложек не единственный подвергать сомнению претензию.

«Я не верю, что мы обнаружили темную материю, но это очень интересный и интригующий результат — если этот анализ оправдается и другие исследователи смогут воспроизвести результаты из набора данных», — рассказала CBC News по электронной почте Прия Натараджан, профессор физики и заведующий кафедрой астрономии Йельского университета.

Хотя Тотани уверен в своих выводах, он знает, что предстоит еще многое сделать.

«Если это излучение действительно исходит из темной материи, его научное влияние будет настолько огромным, что многие исследователи, вероятно, будут действовать с осторожностью в своих оценках», — сказал он.

«Я уверен в своей работе, поэтому жду, когда другие исследователи самостоятельно проанализируют и подтвердят эти результаты».