Из центра Млечного Пути исходит странное свечение: ученые связали его с темной материей

Вселенная, которую мы видим, состоит из обычной материи — от далеких галактик до людей. Однако на ее долю приходится лишь около 5% от общей массы и энергии космоса. Остальное приходится на загадочные гипотетические компоненты: примерно 68% — это темная энергия, ответственная за ускоренное расширение Вселенной, и около 27% — темная материя, которая не поглощает, не отражает и не излучает никакого света. Ученые уверены, что темная материя существует, поскольку она оказывает гравитационное воздействие на Вселенную. Однако обнаружить ее напрямую крайне сложно.

Многообещающая зацепка в этой многолетней охоте может скрываться в самом сердце нашей Галактики. Орбитальный телескоп «Ферми» зафиксировал в центральной области Млечного Пути обширное диффузное свечение гамма-лучей — излучения с самой высокой энергией в электромагнитном спектре. На протяжении долгого времени астрофизики предлагали два принципиально разных объяснения этому феномену.

Согласно первому, свечение порождается колоссальным скоплением быстровращающихся нейтронных звезд — миллисекундных пульсаров. Согласно второму, источником излучения являются столкновения частиц темной материи, которые, как считается, в огромных количествах сосредоточены в галактическом центре.

Новое исследование группы ученых под руководством Муритса Михкеля Муру из Потсдамского астрофизического института, включавшее передовое компьютерное моделирование, впервые позволило провести тщательный сравнительный анализ этих двух конкурирующих гипотез, признав их вероятными в равной степени. Результаты показывают, что гамма-лучи, генерируемые столкновениями частиц темной материи, будут испускать тот же гамма-сигнал, что и наблюдаемый спутником «Ферми».

«Наш ключевой новый результат заключается в том, что модель темной материи соответствует данным по гамма-лучам как минимум не хуже, чем конкурирующая гипотеза о нейтронных звездах. Мы повысили вероятность того, что темная материя уже была обнаружена косвенным путем», — пояснил соавтор работы Джозеф Силк из Университета Джонса Хопкинса в Мэриленде.

Окончательную точку в этом споре, по мнению исследователей, сможет поставить обсерватория Черенковского телескопа — самого мощного наземного гамма-телескопа в мире, который сейчас строится в Чили. Его открытие намечено на 2026 год. Ожидается, что он сможет дифференцировать гамма-излучение от двух источников и, возможно, дать долгожданный ответ на вопрос, из чего состоит большая часть материального мира.

«Поскольку темная материя не излучает и не блокирует свет, мы можем обнаружить ее только благодаря гравитационному воздействию на видимую материю. Несмотря на десятилетия поисков, ни один эксперимент еще не выявил частицы темной материи напрямую», — добавил Муритс Михкель Муру.

Ранее физики установили, какого цвета может быть темная энергия. По определению она полностью невидимая, но свет, проходящий через участки пространства с ее избытком, может приобретать едва заметный оттенок.

Визуализация NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration