Ученые поймали нетипичное излучение фотона в рентгеновских лучах, идущих из космоса, и утверждают, что это может быть свидетельством существования частицы темной материи. Сигнал пришел вследствие очень редкого события во Вселенной: фотон был излучен в результате разрушения гипотетической частицы, возможно, «стерильного нейтрино». Если открытие подтвердится, оно откроет новую эпоху исследований в физике частиц.
«Возможно, оно введет нас в новую эру астрономии, — сказал Олег Ручайский из Лейденского университета. — Подтверждение этого открытия может привести к строительству новых телескопов, специально предназначенных для изучения сигналов, поступающих от частиц темной материи. Мы будем знать, где искать по этим следам темные структуры в космосе и сможем реконструировать образование Вселенной».
Может ли это открытие быть первым вещественным доказательством существования темной материи во Вселенной? После просеивания кучи рентгеновских данных, ученые из Лаборатории физики элементарных частиц и космологии EPFL и Лейденского университета пришли к выводу, что идентифицировали именно такой сигнал — частицы темной материи. Это вещество, которое до сих пор остается сугубо гипотетическим, не вписывается ни в одну из стандартных моделей физики, кроме гравитационной силы. Исследование ученых будет опубликовано на следующей неделе в журнале Physical Review Letters, пишет Phys.org.
Когда физики изучают динамику галактик и движение звезд, они сталкиваются с загадкой. Если принимать во внимание только видимую материю, уравнения просто не складываются: элементов, которые могут быть наблюдаемы, просто недостаточно для объяснения вращения объектов и существующих гравитационных сил. Чего-то не хватает. Отсюда ученые пришли к выводу, что есть некий невидимый вид материи, которая не взаимодействует со светом, а только с гравитационной силой. Вещество, которое получило название «темная материя» за свою загадочность, как полагают, составляет по меньшей мере 80% материи во Вселенной.
Недавно две группы ученых сообщили, что зафиксировали сигнал, который может приводить к темной материи. Одна из них, под руководством Олега Ручайского и Алексея Боярского, тоже профессора Лейденского университета в Нидерландах, обнаружила сигнал, анализируя рентгеновские лучи, испускаемые двумя небесными объектами — скоплением галактик Персей и галактикой Андромеда. После сбора тысячи сигналов телескопа XMM-Newton и устранения тех, которые пришли от известных источников, была выявлена аномалия, которая исключает возможности ошибки измерения или инструмента.
Сигнал появился в рентгеновском спектре как слабая атипичная эмиссия фотона, которую нельзя отнести ни к одной из известных форм материи. Прежде всего, «распределение сигнала в галактике в точности соответствует тому, что мы ожидали увидеть в случае с темной материей, то есть сконцентрированное и интенсивное в центре объектов и слабое и диффузное по краям», объясняет Ручайский. «Чтобы проверить свои выводы, мы взглянули на данные нашей собственной галактики Млечный Путь и пришли к тем же результатам», — добавляет Боярский.