|
Прямое свидетельство существования темной материи
|
|
|
|
В начале 1930-х годов швейцарско-американский астроном Фриц Цвикки столкнулся с проблемой. Наблюдая за галактиками в скоплении Кома, Цвикки пришел к выводу, что они движутся так быстро, что должны быть выброшены в космос, однако они остаются гравитационно связанными с этим скоплением чем—то невидимым. В конце концов, в 1933 году Свики выдвинул гипотезу о том, что должна существовать некая неуловимая, но всепроникающая форма материи, которая поддерживает жизнь Вселенной, и назвал это вещество “темной материей”.
|
|
|
|
В следующем столетии темная материя стала своего рода основным объяснением несоответствий между теоретическими выводами и результатами экспериментов. В то время как мощные методы, такие как гравитационное линзирование, зафиксировали косвенные свидетельства существования темной материи, никому еще не удавалось непосредственно увидеть слабо взаимодействующие массивные частицы, или ВИМПы (как называют ведущих кандидатов в темную материю), которые составляют это вещество. Некоторые физики были настолько разочарованы отсутствием подтверждений, что начали искать другие объяснения, будь то переоценка роли информации во Вселенной или глубокое изучение таких теорий, как модифицированная ньютоновская динамика.
|
|
|
|
Однако теперь новое исследование, опубликованное в журнале Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, надеется развеять эти опасения. В исследовании, проведенном под руководством Томонори Тотани из Университета Осаки в Японии, сообщается о прямом наблюдении специфических фотонов гамма-излучения, которые, как предполагается, являются результатом столкновения (и аннигиляции) двух вимпов. Тотани обнаружил эти “галоподобные структуры”, проанализировав данные космического гамма-телескопа "Ферми", который был запущен еще в 2008 году с целью изучения Вселенной с высокими энергиями. Это неизбежно привело телескоп к центру Млечного Пути, где разворачивается вся физика высоких энергий.
|
|
|
|
|
|
|
За время своей работы телескоп сделал несколько невероятных открытий, таких как гигантские пузыри гамма-излучения, известные сегодня как пузыри Ферми. Если наблюдения Тотани смогут быть независимо подтверждены другими астрофизиками, телескоп добавит еще одно невероятное достижение к своему и без того впечатляющему списку исследований космоса.
|
|
|
|
“Мы обнаружили гамма-лучи с энергией фотонов 20 гигаэлектронвольт (или 20 миллиардов электронвольт, чрезвычайно большое количество энергии), распространяющиеся в виде гало-структуры к центру галактики Млечный Путь”, - сказал Тотани в заявлении для прессы. “Компонент гамма-излучения точно соответствует форме, ожидаемой от гало темной материи”.
|
|
|
|
Наблюдаемые энергетические спектры в этих данных свидетельствуют об аннигиляции вимпов, масса каждого из которых примерно в 500 раз превышает массу протона (что находится в пределах теоретического предсказания). Тотани также подчеркивает, что эти выбросы не могут быть легко объяснены более распространенными астрономическими событиями, которые вызывают такие выбросы, что усиливает его аргумент в пользу того, что это действительно наблюдение темной материи.
|
|
|
|
“Если это верно, то, насколько мне известно, это будет означать, что человечество впервые ”увидело" темную материю", - сказал Тотани в заявлении для прессы. “И оказывается, что темная материя - это новая частица, не включенная в текущую стандартную модель физики элементарных частиц. Это знаменует собой крупное достижение в астрономии и физике”.
|
|
|
|
Конечно, экстраординарные заявления требуют экстраординарных доказательств и тщательной проверки. Даже если результаты Тотани превзойдут эту высокую планку, ученые захотят получить больше примеров этого явления из других уголков Вселенной и будут искать похожие гамма-излучения, исходящие, скажем, от карликовых галактик в гало Млечного Пути. Некоторые из этих данных могут быть получены от самого "Ферми" или от будущей обсерватории с телескопом Черенкова, которая будет изучать космические явления, анализируя гамма-лучи, взаимодействующие с атмосферой Земли.
|
|
|
|
На данный момент поиски продолжаются. Но у темной материи быстро заканчивается место, где можно спрятаться.
|
|
|
|
Источник
|
