Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
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 За последние 10 тысяч лет направленный естественный отбор способствовал эволюции почти 500 генов в ДНК жителей Западной Евразии, что повлияло на их внешний вид и восприимчивость к различным заболеваниям, установили авторы нового исследования.
Ветер на спутнике Сатурна Титане способен поднимать огромные волны, даже если он очень слабый. Эти волны формируют берега, переносят осадки, перемешивают жидкости и даже влияют на климат луны. Изучая их, планетологи могут понять, как устроены потенциально обитаемые миры за пределами Земли.
Ученые впервые подробно изучили состав самых дальних колец Урана. Выяснилось, что одно из них похоже на ледяное облако пыли, а другое богато органикой. Открытие помогает восстановить историю столкновений спутников и показывает, как именно формируются пылевые системы вокруг планет.
За последние 10 тысяч лет направленный естественный отбор способствовал эволюции почти 500 генов в ДНК жителей Западной Евразии, что повлияло на их внешний вид и восприимчивость к различным заболеваниям, установили авторы нового исследования.
Ученые продолжают исследовать фундаментальные частицы на неделимость. На этот раз на БАК исследовали кварки и не нашли у них признаков составной частицы.
Что, если развитые цивилизации во Вселенной не исчезают навсегда, а периодически «выключаются», переживая циклы коллапсов и восстановлений? Модель, разработанная авторами нового исследования, показывает, что такая прерывистая жизнь может объяснить космическую тишину — и переосмыслить будущее Земли.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
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