Таинственное излучение в центре нашей Галактики может быть связано с темной материей
Galactic Center GeV Excess (GCE) — избыточное гамма-излучение, пронизывающее центр Млечного Пути, причина которого до сих пор не обнаружена. Новое исследование предполагает, что дело может быть в темной материи.
Исследование опубликовано в журнале Physical Review D, коротко о нем рассказывает Science Alert.
Физики Лиза Гуденаф и Дэн Хупер в 2009 году, работая на телескопе «Ферми» НАСА, обнаружили один из самых мощных источников излучения во Вселенной — гамма-излучение в центре нашей галактики (GCE). Несмотря на огромное количество звезд и наличие черной дыры, в 4 млн раз превышающей массу Солнца, объяснить мощность этого излучения ученые не смогли.
Гуденаф и Хупер предположили, что причина заключается в темной материи, которую мы можем наблюдать лишь по эффекту, оказываемому на видимую материю. Если вимпы — гипотетические слабовзаимодействующие массивные частицы темной материи — и их античастицы столкнутся, они аннигилируют, испуская поток других частиц, включая гамма-фотоны.
В других исследованиях были созданы модели центра галактики с аннигиляцией темной материи, и оказалось, что вимпы вряд ли могут быть причиной GCE.
В 2018 году другая группа ученых предположила, что причиной избыточного излучения могут быть очень старые мертвые звезды, называемые пульсарами.
В новом исследовании физик Маттиа ди Мауро из Национального института ядерной физики в Италии сравнил данные телескопа «Ферми» за последние 11 лет с измерениями других астрономических аномалий, зарегистрированных детектором космических лучей «Памела» на борту спутника «Ресурс-ДК №1» и альфа-магнитным спектрометром на борту МКС.
Это исследование сводит к минимуму неопределенности, вносимые радиационным фоном, и дает информацию о пространственном распределении GCE, которая может помочь исключить различные гипотезы.
«Если бы избыток был, например, вызван взаимодействием между космическими лучами и атомами, мы бы ожидали увидеть его большее пространственное распределение при более низких энергиях и более низкую диффузию при более высоких энергиях из-за распространения космических частиц, — пояснил ди Мауро. — Мое исследование, с другой стороны, подчеркивает, что пространственное распределение GCE не меняется в зависимости от энергии».
По его словам, это никогда раньше не наблюдалось и может быть объяснено темной материей, поскольку предполагается, что частицы темной материи должны иметь схожие энергии.
«Анализ ясно показывает, что избыток гамма-лучей сконцентрирован в центре галактики — именно то, что мы ожидали бы найти в центре Млечного Пути, если темная материя на самом деле является частицей нового типа», — сказал он.
Что же это за частица, до сих пор остается загадкой.
Фото: Shutterstock