В пользу существования темной материи свидетельствует центр нашей галактики.
Лишняя гамма: Темные свидетельства
Слева – картина гамма-излучения окрестностей центра Млечного пути, полученная зондом Fermi. Справа – та же картина с вычтенными из них расчетными данными для всех известных гамма-источников

Для темной материи наступает решающее время: все более активные попытки обнаружить эту таинственную субстанцию, по мнению многих специалистов, уже в ближайшее десятилетие позволят либо подтвердить ее существование, либо, все же, отбросить эту гипотезу. И важным шагом к первому варианту развития событий может стать обнаружение скопления темной материи в центре нашей галактики.

Как сообщили недавно калифорнийские астрофизики Кеворк Абазаян (Kevork Abazajian) и Манодж Кэплингхат (Manoj Kaplinghat), на снимках орбитального зонда Fermi избыток гамма-лучей, исходящих из центра Млечного пути, может объясняться ничем иным, как столкновением и аннигиляцией вимпов, гипотетических частиц темной материи. «Там определенно имеется какой-то источник гамма-лучей, — поясняет Абазаян, — и это хорошо согласуется с гипотезой темной материи». Однако не все специалисты согласны с этой версией: по их мнению, сам избыток гамма-частиц может быть артефактом обработки данных, либо происходить из более умеренного источника. Впрочем, обо всем по порядку.

Гипотеза темной материи появилась как объяснение того факта, что гравитационно Вселенная ведет себя так, будто плотность ее выше, чем та, что выходит из имеющегося количества обычной (барионной) материи. Расчеты показывают, что темная — не излучающая и не поглощающая, не вступающая с обычной материей ни в какое взаимодействие, кроме гравитационного — материя составляет куда большую долю Вселенной, чем обычная.

И хотя окончательно подтвердить или опровергнуть ее существование пока не удается, косвенно ее все-таки исследуют, а теоретики вовсю пытаются объяснить ее «странные» свойства. Согласно одной из интерпретаций, темная материя состоит из совершенно особенных частиц, исключительно тяжелых и слабо взаимодействующих с другими, — вимпов. Целые галактики рождаются и эволюционируют в колоссальных облаках этих частиц.

Поиски вимпов предпринимаются достаточно активно. Одни пытаются уловить их с помощью работающих под землей детекторов. Другие полагают, что вимпы появятся как один из продуктов столкновений протонов на Большом Адронном Коллайдере. Третьи исходят из своих расчетов, пытаясь отследить потоки обычных фотонов (в том числе и гамма-излучения), которые должно порождать столкновение и аннигиляция вимпов.

В этом направлении работали и Абазаян с Кэплингхатом, анализируя данные, которые гамма-лучевой орбитальный телескоп Fermi собрал между августом 2008 г. и июнем 2012 г., в области размерами 7х7 град. в окрестностях центра Млечного пути. Составив карту распределения интенсивности гамма-фотонов, они сравнили ее с той, что получается исходя из суммирования всех известных источников: фонового шума, тонких пиков от 17 известных в этой области узконаправленных источников гамма-излучения и более широкого пика от самого центра галактики.

Выяснилось, что совпадение данных Fermi с расчетами будет куда более точным, если добавить к этому списку и гамма-излучение, происходящее от аннигилирующих вимпов, с учетом теоретически предсказанного их количества и распределения в этом регионе, а также теоретически описанного механизма и частоты их аннигиляции. Стоит сказать, что ранее сами Абазаян и Кэплингхат выступали против подобной интерпретации, но собственная работа изменила их взгляды: «Мы получили правильное распределение энергии, скорости, интенсивности… Увидев это, мы просто воскликнули — «О, священная корова»!" - говорят авторы.

Впрочем, они и сами не отрицают, что недостающие в теоретической модели гамма-фотоны могут порождаться и каким-то другим неизвестным источником, например, пока необнаруженными пульсарами. Другие же ученые полагают, что «источник» лишнего гамма-излучения может быть еще более прост — недостаточно точный метод, использованный авторами для оценки и описания фонового излучения.

По публикации ScienceNOW