Скопление галактик в космосе © Generated by AI (DALL·E 3 by OpenAI) is licensed under Free for commercial use (OpenAI License) Дмитрий Литвинов Опубликована сегодня в 1:11 Млечный Путь подаёт сигналы: зафиксировано свечение, которое не может объяснить ни одна звезда PRL: источником излучения в центре галактики может быть темная материя В центре Млечного Пути вспыхнуло свечение, которое не укладывается в привычные объяснения. Его зафиксировали телескопы, и теперь учёные всё настойчивее говорят: возможно, человечество впервые видит следы взаимодействия тёмной материи — самой загадочной субстанции во Вселенной. Исследование международной команды под руководством Мууpица Муру из Института астрофизики Лейбница опубликовано в журнале Physical Review Letters (PRL) и уже вызвало широкий отклик в научном сообществе. Что такое гамма-избыток Галактического центра На протяжении десятилетия астрономы наблюдают необычное гамма-излучение, исходящее из центра Млечного Пути. Его называют гамма-избытком Галактического центра — слишком мощным, чтобы объяснить его обычными источниками. Ранее считалось, что свечение создают пульсары — вращающиеся нейтронные звёзды, испускающие пучки радиации. Однако последние расчёты показывают: этой гипотезы недостаточно. По данным PRL, распределение гамма-квантов не совпадает с расположением пульсаров. Вместо точечных источников наблюдается плавная, сферическая зона свечения, характерная для скопления частиц, распределённых по гало вокруг Галактического центра. Такое распределение типично для тёмной материи, которая, хотя и невидима, гравитационно удерживает звёзды на орбитах. Почему это открытие важно? Если излучение действительно возникает при аннигиляции — столкновении и взаимном уничтожении частиц тёмной материи, — это станет первым наблюдаемым проявлением субстанции, составляющей около 85% массы Вселенной. Как моделировали невидимое Чтобы проверить гипотезу, команда Мууpица Муру построила серию суперкомпьютерных моделей Млечного Пути. В них учёные варьировали форму и плотность гало тёмной материи, моделируя, как оно должно светиться в гамма-диапазоне. Результаты оказались неожиданными: оказалось, что гало не идеально круглое, а слегка сплющено вдоль плоскости Галактики. Именно такая форма, как показали вычисления, создаёт характерное свечение, наблюдаемое телескопами. Это совпадение усиливает аргументы в пользу того, что излучение — не случайность, а физическое следствие аннигиляции. "Мы не можем утверждать, что это окончательное доказательство, но совпадение формы и яркости слишком точное, чтобы быть случайным", — пояснил ведущий автор работы Мууpиц Муру. Что говорит теория о поведении тёмной материи Тёмная материя не взаимодействует со светом и обычными частицами, кроме как через гравитацию. Но при определённых условиях её частицы могут сталкиваться и аннигилировать, превращаясь в поток гамма-квантов — высокоэнергетических фотонов. Поэтому астрономы ищут непрямые признаки — вспышки, распределения и энергетические спектры, которые могли бы соответствовать этой модели. Центр Галактики — идеальное место для наблюдения: здесь плотность тёмной материи максимальна, а значит, и вероятность столкновений выше. А что если излучение всё же создают пульсары? Учёные не исключают, что часть свечения действительно связана с ними. Однако даже при максимальном учёте всех известных источников остаётся избыточный сигнал, который можно объяснить только дополнительным процессом — и аннигиляция остаётся наиболее вероятным кандидатом. Новое поколение телескопов и будущие проверки Для окончательной проверки гипотезы астрономы возлагают большие надежды на Cherenkov Telescope Array (CTA) — систему из сотен зеркальных антенн, способных фиксировать даже кратчайшие вспышки гамма-излучения. CTA должен начать работу в ближайшие годы и обеспечит разрешение в несколько раз выше, чем нынешние телескопы Fermi-LAT. Это позволит различить, связано ли излучение с отдельными объектами (например, пульсарами) или оно действительно равномерно распределено, как при аннигиляции тёмной материи. Можно ли будет увидеть тёмную материю напрямую? Нет, даже CTA не покажет её в буквальном смысле, но он способен зарегистрировать "отпечаток" её взаимодействий — уникальный спектр гамма-квантов. Это всё равно что услышать звук невидимого инструмента по вибрациям воздуха. Ошибки и пересмотр прежних гипотез Раньше попытки объяснить гамма-избыток сводились к статистическим моделям распределения пульсаров. Учёные допускали, что множество слабых источников суммарно создаёт иллюзию равномерного свечения. Но более точные наблюдения опровергли это: характер излучения оказался слишком однородным и не имел "зернистости", ожидаемой при наличии множества звёздных источников. Ошибка заключалась в избыточной привязке к известным объектам — попытке объяснить новое через старое. Последствия этого подхода очевидны: на годы затормозились исследования тёмной материи, которая могла проявляться буквально "перед глазами". Альтернатива — признать, что природа сложнее, и моделировать галактические процессы заново, как сделали в Лейпциге. Мини-инструкция: как учёные ищут следы тёмной материи Наблюдают гамма-излучение при помощи орбитальных телескопов. Сопоставляют форму свечения с распределением предполагаемой тёмной материи. Исключают все известные астрофизические источники (пульсары, сверхновые, рентгеновские двойные). Проверяют, согласуются ли данные с моделями аннигиляции. От осторожности к открытиям Авторы работы подчёркивают: окончательных доказательств пока нет. Но совпадение формы, интенсивности и распределения излучения с предсказаниями моделей тёмной материи увеличивает вероятность, что человечество стоит на пороге важнейшего открытия. Почему астрономы проявляют такую сдержанность? Потому что в астрофизике одно наблюдение редко бывает решающим. Требуется совокупность независимых подтверждений, чтобы исключить статистические флуктуации и систематические ошибки. Если гипотеза подтвердится, это перевернёт понимание устройства Вселенной: тёмная материя перестанет быть чисто теоретической концепцией и станет наблюдаемой физической реальностью. Вопросы, на которые пока нет ответов Какой именно вид частиц может аннигилировать? Возможных кандидатов десятки — от WIMP до аксионов. Пока ни одна теория не имеет решающего преимущества. Может ли гамма-избыток быть связан с чёрной дырой в центре Галактики? Частично да, но спектр излучения отличается от типичного аккреционного. Можно ли увидеть подобные сигналы в других галактиках? Учёные уже начали анализ данных по карликовым галактикам, где фон ниже, и такие сигналы будут заметнее. Когда гипотеза станет фактом Следующие годы решат судьбу этой идеи. Если CTA и другие обсерватории подтвердят, что гамма-свечение совпадает по форме и спектру с предсказаниями моделей тёмной материи, это станет первым экспериментальным доказательством её взаимодействия. До тех пор астрономы продолжают наблюдать, моделировать и спорить — ведь речь идёт не просто о новом типе излучения, а о возможности увидеть невидимую Вселенную. Подписывайтесь на Moneytimes.Ru Source: https://www.moneytimes.ru/articles/dark-matter-gamma-excess/113962/