Таинственное явление в центре галактики может выявить новый вид темной материи

0 0

Загадочное явление в центре нашей галактики может быть результатом существования тёмной материи другого типа. Тёмная материя представляет из себя форму ненаблюдаемой материи, которая может составлять 85 процентов массы известной нам Вселенной. В этом первом в своём роде исследовании асторномы приблизились на шаг к пониманию неуловимой загадочной материи. Они считают, что за необъяснимыми химическими реакциями, происходящими в Млечном Пути, может стоять переосмысленный кандидат на роль тёмной материи. Доктор Шьям Баладжи, научный сотрудник Королевского колледжа Лондона и один из ведущих авторов исследования, объяснил, что в центре нашей галактики находятся огромные облака положительно заряженного водорода, которые десятилетиями оставались загадкой для учёных, потому что обычно этот газ нейтрален. Он задал вопрос о том, что же даёт достаточно энергии, чтобы выбивать отрицательно заряженные электроны.

Энергетические сигнатуры, исходящие из этой части нашей галактики, свидетельствуют о том, что существует постоянный источник энергии, который делает именно это, и наши данные говорят о том, что он может исходить от гораздо более лёгкой формы тёмной материи, чем та, которую рассматривают современные модели.

Шьям Баладжи, научный сотрудник Королевского колледжа Лондона

Наиболее обоснованная теория о тёмной материи заключается в том, что это, скорее всего, группа частиц, известных как слабо взаимодействующие массивные частицы (WIMP), которые проходят сквозь обычную материю практически без взаимодействия, что чрезвычайно затрудняет их обнаружение. Однако это исследование, опубликованное сегодня в Physical Review Letters, потенциально возрождает другой тип тёмной материи с гораздо меньшей массой, чем WIMP. Ученые считают, что эти крошечные частицы тёмной материи сталкиваются друг с другом и образуют новые заряженные частицы в процессе, называемом "аннигиляцией". Эти вновь образованные заряженные частицы впоследствии могут ионизировать газообразный водород.

Предыдущие попытки объяснить этот процесс ионизации основывались на предположении, что он происходит под воздействием космических лучей — быстрых и энергичных частиц, которые распространяются по всей Вселенной. Однако это объяснение столкнулось с некоторыми трудностями, поскольку энергетические сигнатуры, зафиксированные в ходе наблюдений за Центральной молекулярной зоной (ЦМЗ), где происходит этот процесс, не кажутся достаточно большими, чтобы их можно было отнести к космическим лучам. Такой процесс, по-видимому, невозможен и при участии вимпов. Исследовательская группа пришла к выводу, что источник энергии, вызывающий аннигиляцию, движется медленнее, чем космические лучи, и имеет меньшую массу, чем WIMP.

Поиск тёмной материи — крупнейшая научная охота, но многие эксперименты проводятся на Земле. Используя газ в CMZ для наблюдений другого типа, мы можем напрямую обратиться к источнику. Данные говорят нам о том, что тёмная материя потенциально может быть намного легче, чем мы думали.

Шьям Баладжи, научный сотрудник Королевского колледжа Лондона

Британец указал, что поиск тёмной материи — одна из важнейших фундаментальных научных задач, но многие эксперименты проводятся на Земле, а специалисты ждут, когда тёмная материя сама к ним придёт. Наблюдая за центром нашего Млечного Пути, мы видим, что водородный газ в центральной зоне Млечного Пути указывает на то, что мы можем быть ближе к обнаружению доказательств возможной природы тёмной материи.

Данное открытие может одновременно объяснить более масштабные загадки нашей галактики, такие как особый тип рентгеновского излучения, обнаруженный в центре Млечного Пути и известный как "линия излучения 511 кэВ". Эта специфическая энергетическая сигнатура также может быть обусловлена столкновением той же низкомассовой тёмной материи и образованием заряженных частиц.

Уэбб раскрывает неожиданную сложную химию в первичной галактике.