Полученные сведения исключили стерильное нейтрино из числа вероятных носителей темной материи.
Основную массу космоса формирует темная материя. Она невидима для всех телескопов и проявляется исключительно посредством гравитационного воздействия на звезды, газовые облака и другие объекты, состоящие из обычных элементарных частиц. Благодаря темной материи галактики удерживаются вместе, однако из каких частиц она состоит, остается невыясненным вопросом. Различные теоретические модели предлагают разные предположения, и ни одно из них пока не получило подтверждения. В качестве возможного кандидата рассматривается особый, четвертый тип нейтрино — стерильное.
Вполне объяснимо, почему нейтрино так сложно обнаружить: эти частицы крайне слабо взаимодействуют с обычной материей и беспрепятственно проходят сквозь наши тела, через Землю и даже сквозь Солнце. Десятки миллионов нейтрино пересекают каждый квадратный сантиметр поверхности каждую секунду, но даже нейтринные обсерватории огромных размеров, содержащие десятки тысяч тонн сверхчистой воды, фиксируют лишь несколько частиц в год.
В последние годы все больше внимания уделяется потенциальной взаимосвязи между стерильными нейтрино и темной материей, чему способствовали наблюдения, сделанные космическими рентгеновскими телескопами XMM-Newton и Chandra обнаружили, обнаружено, что соседние галактические скопления излучают фотоны с энергией 3,5 КэВ . Теоретически их могут создавать стерильные нейтрино массой 7,1 КэВ: превращаясь в нейтрино других сортов в процессе осцилляций, они должны испускать рентгеновский фотон.
В ходе нового исследования, проведенного Бенджамином Сафди и его коллегами из Мичиганского университета и Калифорнийского университета в Беркли, эта гипотеза получила дополнительную проверку статье, опубликованной в журнале Science, вновь обратившись к информации, полученной с помощью телескопа XMM-Newton, ученые изменили свой подход. Вместо изучения излучения звезд и галактик, находящихся на большом расстоянии, они решили проанализировать излучение, исходящее из промежутков между ними.
Предполагалось, что если стерильные нейтрино являются темной материей, то они равномерно распределены по всей Галактике, даже в областях, лишенных звезд. В связи с этим, фотоны с энергией 3,5 кэВ, возникающие в результате распада частиц «темного гало», должны быть зафиксированы и в межзвездных пустотах. Однако анализ более чем 4000 снимков, полученных с помощью XMM-Newton начиная с 1999 года, не выявил подобных сигналов. Вероятно, в отдаленных галактиках эти частицы формируются не стерильными нейтрино, а обычными частицами, посредством процессов, механизм которых пока не ясен.
Приверженцы «гипотезы стерильного нейтрино» не разделяют подобные заключения, равно как и результаты, полученные группой Сафди. Алексей Боярский из Лейденского университета сообщил, что его группа также провела работу по устранению подобных проблем зарегистрировав ожидаемый поток фотонов с энергиями 3,5 Кэ*В. Разные подходы к обработке данных дали совершенно разные результаты — и дискуссия вокруг стерильных нейтрино еще, видимо, далека от завершения.