Гипотетическая темная материя ионизирует газ в центре Млечного Пути
Темной материи во Вселенной примерно в пять раз больше, чем привычного нам видимого вещества. По ее гравитационному воздействию ученые могут вычислить наличие и распределение темной материи, но увидеть ее саму или хотя бы рассчитать массу частиц пока не получается. Авторы новой работы показали, что необычное поведение газа в центре Галактики может быть следствием аннигиляции частиц темной материи — значит, можно вывести их массу.
Галактический центр Млечного Пути, расположенный на расстоянии приблизительно 26 тысяч световых лет от Земли, — ожидаемо неспокойное место. Астрономы давно используют эту область радиусом примерно в 3,2 тысячи световых лет как «лабораторию» для изучения физики в экстремальных условиях. Особенно привлекает центральная молекулярная зона (CMZ), наполненная массивными и плотными молекулярными облаками.
CMZ неравномерно окружает центр Галактики, ее диаметр составляет от 1,6 до 1,9 тысячи световых лет. Конечно, чем ближе к центру, тем плотнее газ. Эта область сильно отличается от остальной Галактики по плотности, температуре и динамике газа, которого там очень много — около 60 миллионов солнечных масс. Есть еще одно важное отличие: этот газ сильно ионизирован, в сотни и даже тысячу раз сильнее, чем в остальных областях Галактики.
«В центре нашей Галактики расположены огромные облака положительно заряженного водорода, которые не первое десятилетие озадачивают ученых, потому что обычно такой газ находится в нейтральном состоянии. Так что же поставляет достаточно энергии, чтобы выбивать электроны из молекул? Судя по характеристикам энергии, исходящей из этой части Галактики, ее поставляет постоянный „бурлящий“ источник. По нашим данным, это может быть гораздо более легкая форма темной материи, чем та, которую изучают в современных моделях», — объяснил один из трех авторов нового исследования Шайям Балажи (Shyam Balaji), физик-теоретик из Королевского колледжа Лондона, специализирующийся на изучении физики астрочастиц и космологии.
Из-за высокой плотности газа ультрафиолетовое и рентгеновское излучение не пробивается в центральную молекулярную зону, поэтому они не могут ионизировать газ. Остается лишь один «традиционный» источник энергии — космические лучи. Вот только они тоже оказались недостаточно эффективными в передаче энергии, как показали расчеты, проведенные в исследовании, опубликованном в 2024 году в журнале Astronomy & Astrophysics. Более того, космические лучи физически не могут поставлять энергию достаточно равномерно и постоянно.
Авторы новой статьи предлагают другое решение — частицы темной материи. Аннигилируя, эти гипотетические частицы распадаются на пару из электрона и позитрона, которые, разлетаясь, отдают энергию окружающему газу. При достаточной плотности газа и энергии частиц порядка десятков миллионов электронвольт они смогут разлетаться лишь на несколько сотен световых лет, то есть оставаться в пределах облаков CMZ. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.
Важно, что такие частицы темной материи должны быть достаточно маломассивными, меньше 100 миллионов электронвольт. Не так давно самой популярной версией природы темной материи были вимпы — гипотетические слабовзаимодействующие массивные частицы в миллиарды электронвольт, но в последние годы они все чаще подвергаются сомнению. Авторы новой работы тоже считают, что частицы темной материи должны быть меньше.
Наконец, предложенная исследователями форма и поведение частиц темной материи может объяснить природу гамма-линии 511 килоэлектронвольт, которая наблюдается в ядре Галактики. Эта линия возникает при аннигиляции позитрона и электрона. Их постоянным источником в центральной области Млечного Пути могут быть те самые распадающиеся маломассивные частицы темной материи, ионизирующие плотные облака газа.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Проблема непереносимости глютена затрагивает до 150 миллионов человек во всем мире. Единственный выход — полностью исключить этот компонент из рациона. Однако существующий безглютеновый хлеб практически не содержит белка и клетчатки, быстро повышает уровень сахара и черствеет. При этом существующие зарубежные рецептуры разработаны под импортное сырье и технологии, что не позволяет применять их к российскому сырью. Ученые Пермского Политеха разработали новые рецептуры безглютенового хлеба и исследовали влияние многокомпонентных мучных композиций и добавок на его качество. Они впервые в России создали смеси, в которых по сравнению с существующими отечественными аналогами в два-три раза больше белка и жиров, а углеводов — на 30-50 процентов меньше.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Паразитические организмы иногда не учитывают, что сами могут оказаться целью паразита более высокого уровня. Сосредотачивая все свои силы на инфицировании и размножении, они остаются беззащитными перед агрессивным специализированным нахлебником.
Интригующие испытания высотного ракетного двигателя Raptor Vacuum для корабля Starship, верхней ступени сверхракеты Илона Маска, парадоксальны. Его работа на уровне моря уже сама по себе загадка. Ведь, по классическим представлениям, высотные двигатели на уровне моря корректно не работают. А сопло RaptorVAC на наземном стенде извергает реактивную струю без всяких признаков нарушения работы. Как такое может быть?
В нижних и верхних слоях Урана астрономы впервые зарегистрировали угарный газ и циановодород. Новые данные указали на то, что недра планеты могут быть значительно обогащены кислородом. Это открытие поможет разрешить давнюю загадку о том, сформировался ли Уран иначе, чем его ближайший сосед Нептун, или их образование шло по схожему сценарию.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вначале Reuters опубликовал статью о взаимоотношениях SpaceX и Пентагона, которую миллиардер --- традиционно для его отношений с этим изданием — назвал фейком. Опровергая ее тезисы, он обнародовал информацию, не представленную ранее публично.
Исследователи опросили более 60 тысяч испытуемых из разных стран и выяснили: чем больше человек зациклен на себе, тем холоднее он к своему партнеру. Правда, снижение накала страстей не всегда плохо, у этого есть и положительные стороны.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии