В настоящее время множество групп ученых занимается поисками таинственной темной материи и сигналов, источниками которых являются частицы этой материи. К сожалению, все эти поиски пока еще не принесли никаких более-менее значимых результатов, но полученные в ходе проведенных исследований подсказки и намеки указывают на то, что это открытие должно произойти в самом скором времени. Более того, оно может происходить прямо сейчас благодаря работе ученых-физиков из Лаборатории физики элементарных частиц и космологии (Laboratory of Particle Physics and Cosmology, LPPC) Швейцарского федерального политехнического университета Лозанны (Swiss Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL). Эти ученые, произведя доскональный анализ огромного объема научных данных, касающихся космического рентгеновского излучения, возможно, уже идентифицировали сигналы, источником которых являются частицы неуловимой темной материи, материи, существующей в рамках законов, выходящих за пределы Стандартной Модели физики элементарных частиц.
Когда ученые-астрономы и астрофизики занимаются изучением динамики массивных космических объектов и гравитационных сил, они сталкиваются с большой загадкой. Если принять во внимание только обычную материю, которую можно увидеть при помощи астрономических и “пощупать” при помощи физических инструментов, то уравнения, описывающие динамику движения космических объектов, просто не складываются. Массы видимой материи просто недостаточно для создания гравитационных сил, воздействующих на изучаемые космические объекты. Отсюда следует вывод, что в космическом пространстве Вселенной скрывается нечто таинственное и невидимое, не взаимодействующее со светом и электромагнитными волнами. Единственным проявлением так называемой темной материи, на долю которой, как высчитали ученые, приходится более 80 процентов от общего количества материи во Вселенной, являются индуцируемые ею гравитационные силы.
Группа из университета EPFL, возглавляемая Олегом Ручейским (Oleg Ruchayskiy) и Алексеем Боярским (Alexey Boyarsky), профессором Лейденского университета, Нидерланды, занималась анализом данных о рентгеновском излучении, испускаемым двумя космическими объектами – скоплением галактик Персея (Perseus galaxy cluster) и галактики Андромеда (Andromeda galaxy). Эти данные содержали записи о сотнях тысяч сигналов, принятых рентгеновским космическим телескопом XMM-Newton Европейского космического агентства. После того, как ученые “просеяли” все данные через фильтр, “отбросивший” сигналы от известных элементарных частиц и атомов, они обнаружили некую аномалию, существование которых не могло быть следствием ошибок измерения и низкой точности используемых инструментов.
Сигнал проявляется в рентгеновском спектре как слабое нетипичное излучение фотонов с характеристиками, которые не соответствуют характеристикам излучения любого вида известной материи. “Распределение сигналов в точности соответствует нашим ожиданиям относительно темной материи, которая концентрируется ближе к центру сверхмассивных объектов. Именно оттуда идет достаточно сильный сигнал, который ослабляется и рассеивается ближе к границам объекта” – рассказывает Ручейский, – “Для подтверждения достоверности наших наблюдений мы просмотрели и данные относительно нашей собственной галактики, галактики Млечного Пути. И в этом случае ситуация с неизвестным излучением была в точности такой же самой”.
Предполагаемым источником зарегистрированных сигналов является достаточно редкий случай распада гипотетической частицы, называемой стерильным нейтрино, при котором испускается фотон рентгеновского излучения. “Если наши результаты найдут подтверждение в дальнейших экспериментах, это откроет абсолютно новое направление исследований в области физики элементарных частиц” – рассказывает Ручейский, – “В случае подтверждения результаты нового открытия могут быть использованы для строительства новых телескопов, предназначенных для изучения сигналов от частиц темной материи. В любом случае, теперь мы будем знать куда смотреть, чтобы обнаружить структуры темной материи в космосе, восстановить последовательность процессов и событий, происходивших во время формирования Вселенной”.