Космический телескоп NASA «Ферми», предназначенный для изучения гамма-излучения высокой энергии, вероятно, впервые зарегистрировал сигнал, который может быть связан с темной материей – невидимой и таинственной субстанцией, составляющей значительную часть материи во Вселенной. Результаты исследования были обнародованы во вторник, 25 ноября, в журнале «Космология и астрофизика частиц». При этом ученые, включая автора работы, призывают к сдержанности в интерпретации полученных данных и указывают на важность дополнительных исследований для подтверждения этого открытия.
Новое исследование, проведенное обсерваторией, выявило гамма-излучение в центре Млечного Пути. Оно может быть вызвано аннигиляцией гипотетических частиц темной материи, известных как слабовзаимодействующие массивные частицы (Вимпы). Эти частицы не включены в Стандартную модель физики элементарных частиц и слабо взаимодействуют с обычной материей. Предполагается, что при столкновении двух Вимпов они исчезают, выделяя энергию в виде других частиц, в том числе фотонов гамма-излучения.
За 15 лет наблюдений телескоп «Ферми» зафиксировал гамма-излучение в форме гало в направлении центра нашей галактики. Энергия этого излучения, составляющая 20 гигаэлектронвольт, и его форма соответствуют предсказанным характеристикам аннигиляции Вимпов. Однако исследователи подчеркивают, что для окончательного подтверждения этого сигнала требуются независимые данные, полученные не только в центре Млечного Пути, но и в других галактиках или областях с аналогичными характеристиками.
По мнению Шона Тулина, теоретического физика из Йоркского университета в Торонто, подобные утверждения уже высказывались ранее, опираясь на информацию, полученную с телескопа «Ферми». В качестве иллюстрации можно привести так называемый «галактический центр избыток» — необъяснимый источник гамма-излучения, зафиксированный еще в 2009 году. Суть этого явления остается предметом споров: может ли оно быть вызвано темной материей, или же его происхождение связано с более распространенными астрономическими объектами, например, пульсарами.
Тулин отметил, что основная трудность подобных исследований заключается в необходимости точного моделирования и исключения фонового шума. Этот шум создают все известные источники энергичных фотонов в Млечном Пути, такие как его диск, центр и «пузыри Ферми». Неправильное моделирование фонового излучения может привести к ошибочной интерпретации результатов. Также стоит учитывать, что интенсивность сигнала напрямую связана с характеристиками предполагаемой частицы темной материи – ее массой и основными свойствами.
Шон Тулин отметил, что, несмотря на все предостережения, обнаружение сигнала, который может быть связан с темной материей, станет революционным открытием. Это не только ознаменует начало новой эпохи в астрономических исследованиях, но и предоставит возможность изучать эти частицы в подземных лабораториях и на коллайдерах. При этом, по его словам, научное сообщество проявляет осторожность в отношении подобных аномалий, поскольку многие из них впоследствии получают более обыденные объяснения.