Исследователи полагают, что аномальное явление, зафиксированное в центре Млечного Пути, может быть вызвано новым типом темной материи. Данное открытие может радикально изменить наше понимание природы одной из самых загадочных составляющих Вселенной.
Около 85% массы Вселенной приходится на темную материю, остающуюся одной из ключевых нерешенных проблем современной науки. Хотя ее невозможно наблюдать непосредственно, гравитационное воздействие на видимую материю служит доказательством ее существования. Новое исследование, в журнале Physical Review Letters, предлагает новый взгляд на природу темной материи и потенциальные способы ее обнаружения.
Тайна ионизированного водорода в центре Млечного Пути
В области, расположенной в центре Млечного Пути, обнаружены обширные скопления водорода с положительным зарядом. Это явление на протяжении многих лет ставит ученых в замешательство, поскольку в нормальных условиях водород существует в виде нейтрального газа. Возникает вопрос: какой фактор обеспечивает энергию, необходимую для отделения электронов от атомов водорода?
Шьям Баладжи, научный сотрудник Королевского колледжа Лондона и один из ведущих авторов исследования, комментирует: » Энергетические сигналы, поступающие из этой области Галактики, свидетельствуют о наличии устойчивого источника энергии, который инициирует данный процесс. Полученные нами данные позволяют предположить, что этот источник может быть связан с формой темной материи, обладающей меньшей массой, чем это предусмотрено современными моделями. «
Новая гипотеза о природе темной материи
Существующая теория предполагает, что темная материя состоит из частиц, называемых «слабовзаимодействующие массивные частицы» (WIMP). Эти частицы характеризуются крайне слабым взаимодействием с обычной материей, что существенно затрудняет их обнаружение. Тем не менее, недавнее исследование предлагает иной взгляд: темная материя может состоять из частиц, обладающих значительно меньшей массой по сравнению с WIMP.
Предполагается, что эти маломассивные частицы темной материи взаимодействуют друг с другом, что приводит к аннигиляции. Этот процесс порождает новые заряженные частицы, способные ионизировать водород.
Почему космические лучи не могут служить объяснением?
Ионизацию водорода в Центральной молекулярной зоне (ЦМЗ) Млечного Пути ранее связывали с космическими лучами — быстрыми и энергичными частицами, перемещающимися в космосе. Однако эта версия оказалась затруднительной: зарегистрированные в ЦМЗ энергетические показатели не позволяют объяснить их воздействием космических лучей. Также не подходят для объяснения этого явления и WIMP.
По мнению ученых, скорость источника энергии, приводящего к аннигиляции, ниже скорости космических лучей, а его масса меньше, чем у WIMP.
Ученые открывают новые возможности в исследовании темной материи
Доктор Баладжи отмечает: «Одна из самых амбициозных задач современной науки — поиск темной материи. При этом, многие эксперименты проводятся на Земле, и мы ожидаем, что темная материя сама проявится. Анализ газа в ЦМЗ позволяет получить данные непосредственно из источника. Полученные наблюдения позволяют предположить, что темная материя может иметь значительно меньшую массу, чем считалось ранее. «
Данное открытие может помочь в понимании других загадок Млечного Пути. В частности, специфический тип рентгеновского излучения, называемый «линией излучения 511 кэВ», который фиксируется в центре Галактики, возможно, связан с теми же легкими частицами темной материи.
Значение открытия для науки
Изучение темной материи продолжает оставаться одной из приоритетных задач в фундаментальной науке. Недавнее исследование предлагает не только альтернативную модель темной материи, но и предоставляет новые перспективы для ее изучения. Подтверждение этой гипотезы станет значительным продвижением в понимании природы Вселенной и ее невидимых составляющих.
Исследователи намерены продолжить мониторинг центра Галактики с целью получения дополнительных данных и подтверждения выдвинутых ими гипотез. В перспективе возможны новые открытия, способные пересмотреть наше понимание темной материи и ее влияния на Вселенную.