Сигнал из центра: Признаки темной материи
Предполагается, что темная материя составляет в несколько раз бОльшую часть Вселенной, чем материя обычная. Друг с другом они никак не взаимодействуют, ни поглощают, ни излучают, — только притягиваются гравитационно. Таким путем, с помощью сравнительно слабого гравитационного взаимодействия, невидимые, но колоссальные количества темной материи серьезно влияют на жизнь звезд, галактик и целых их скоплений.
Несмотря на то, что представление о темной материи появилось уже более полувека назад, и с тех пор она стала предметом бесчисленных исследований, стопроцентно подтвердить факт ее существования, уловив соответствующие «темные частицы», до сих пор не удается. Все, что мы имеем — косвенные свидетельства.
К примеру, два года назад американские астрофизики, работая с орбитальным гамма-телескопом Fermi, наблюдали активный центр нашей галактики, окрестности сверхмассивной черной дыры, расположенной там. Им удалось обнаружить исходящий из него поток гамма-частиц с аномально высокой энергией. Происхождение их не удалось объяснить обычными механизмами, зато если использовать одну из моделей, описывающих предположительные параметры частиц темной материи (вимпов), все сходится просто замечательно. Мы писали об этой находке в заметке «Темный центр».
К сходным выводам пришла недавно и группа европейских ученых во главе с выпускником МГУ, ныне работающим в Дании Павлом Насельским. Их инструментом стал орбитальный телескоп Planck, ведущий наблюдения в микроволновом диапазоне, который зафиксировал излучение, исходящее от центра Млечного пути, и на этих длинах волн. Исследователям удалось установить его спектр и показать, что оно имеет свойства синхротронного излучения, то есть должно порождаться заряженными частицами (в данном случае — электронами и позитронами), которые на скоростях, близких к световой, движутся по искривленным траекториям во внешнем магнитном поле. И это снова напоминает о частицах темной материи.
По основной гипотезе, эти вимпы представляют собой весьма тяжелые частицы, на несколько порядков массивнее протонов, и даже самого бозона Хиггса. Помимо массы, у них и ухватиться-то не за что: вимпы не вступают ни в электрослабые, ни в сильные взаимодействия, содержание их весьма низко и друг с другом они также не «общаются». Однако теория предсказывает, что именно в центрах галактик (в том числе и нашей) количество вимпов должно быть особенно велико, и что столкновения их друг с другом должно приводить к рождению электронов и позитронов — и что в условиях близости сверхмассивной черной дыры те начинают двигаться в точности так, как нужно, чтобы породить синхротронное микроволновое излучение.
До сих пор лишь технические ограничения не позволяли рассмотреть это излучение в достаточных подробностях. Лишь работа зонда Planck принесла долгожданные результаты. «Это излучение не может быть объяснено структурными явлениями в самой галактике, оно не может являться следствием взрывов сверхновых, — говорит Насельский, — Я уверен, что оно подтверждает наличие темной материи. Иначе можно сказать, что мы открыли абсолютно новый, не имеющий объяснений в рамках современной физики механизм ускорения частиц в окрестностях центра галактики».
По пресс-релизу University of Copenhagen