• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
10 апреля, 12:48
Любовь С.
2
796

Загадочные гамма-вспышки в центре Млечного Пути попробовали связать сразу с двумя формами темной материи

❋ 3.5

Астрономы предложили новую гипотезу, способную объяснить странную аномалию в наблюдениях гамма-излучения в Млечном Пути. Но речь не идет об открытии новой формы темной материи, а лишь о еще одной модели в длинном ряду предположений о том, из чего она может состоять и как ведет себя.

Галактика Messier 101, расположенная в созвездии Большой Медведицы. На изображении комбинация снимков, сделанных с помощью усовершенствованной камеры «Хаббла». / © ESA/Hubble & NASA

О темной материи (ТМ) достоверно известно очень мало: по сути, только то, что она проявляет себя через гравитацию. Именно по ее влиянию на движение звезд и галактик ученые заключают, что во Вселенной есть значительная масса, наблюдать которую напрямую невозможно. При этом поведение галактик нельзя объяснить только видимой массой в рамках стандартных моделей гравитации.

Это весомый аргумент в пользу существования невидимой компоненты вещества. Правда, из чего именно состоит темная материя, неизвестно: на роль ее частиц обсуждаются самые разные кандидаты — от вимпов до аксионов, однако ни один из них подтвердить не удалось. 

На этом фоне нерешенной остается и другая проблема. Избыток гамма-излучения, наблюдаемый в центре Млечного Пути, иногда интерпретируют как возможный сигнал аннигиляции темной материи. Последний известен как «галактический гамма-избыток», а обнаружили его с помощью космического телескопа Fermi. Он представляет собой устойчивое излучение в диапазоне гигаэлектронвольт и сосредоточен в центральных областях Галактики. Еще он статистически значим: его характерное распределение по небу и спектр в принципе можно объяснить аннигиляцией частиц ТМ.

Вот только аналогичные сигналы не находят в карликовых галактиках — объектах, почти полностью состоящих из ТМ и потому считающихся космическими лабораториями для таких поисков. Это противоречие долго подрывало интерпретацию сигнала из центра Галактики как проявления темной материи.

Теперь ученые предложили один из возможных способов это противоречие снять. В новой научной работе они рассмотрели модель, в которой ТМ состоит из двух близких по массе состояний частиц — легкого и чуть более тяжелого. Важно, что это не установленный факт, а чисто теоретическая конструкция, сопоставимая по степени спекулятивности с другими моделями.  

Согласно этой гипотезе, гамма-излучение возникает только тогда, когда частицы из этих состояний взаимодействуют между собой. Однако переход частицы в более тяжелое состояние требует определенной энергии. В условиях центра Млечного Пути, где скорости частиц выше, такие переходы возможны, из-за чего и может возникать сигнал. В карликовых галактиках скорости куда ниже, и подобные процессы подавлены. Вот почему гамма-излучение в них почти не возникает.

Таким образом, модель позволяет объяснить, почему сигнал может присутствовать в одной среде и отсутствовать в другой. Но это не означает, что именно так устроена темная материя. Более того, сам «избыток» гамма-излучения в центре Галактики может иметь и вполне астрофизическое объяснение — например, быть связанным с популяцией миллисекундных пульсаров.

По итогу, статья, опубликованная на сервере препринтов Корнеллского университета, не столько приближает к разгадке природы темной материи, сколько демонстрирует, насколько гибкими могут быть теоретические модели. Сегодня в этой области существуют десятки конкурирующих гипотез, и ни у одной из них нет решающих подтверждений. Единственное, в чем ученые на сегодня уверены, — невидимая масса во Вселенной есть. А вот что это такое на самом деле, по-прежнему под вопросом.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Любовь С.
Автор освещает темы из разных областей науки, включая астрономию, палеонтологию и генетику. Пишет о научных открытиях, природных явлениях и эволюционных процессах.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
20 августа, 11:56
Татьяна Зайцева

Множество переломов костей у средневекового скелета, захороненного в замке Стерлинг, позволили предположить, что мужчина погиб в результате прямого попадания снаряда, выпущенного из осадного орудия. Не исключено, что это был гигантский требушет «Боевой Волк», построенный по приказу короля Англии Эдуарда I.

19 августа, 18:31
Александр Березин

После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.

18 августа, 16:39
Evgenia Vavilova

С помощью ускорителей ученые имитируют процессы, происходившие в первые мгновения жизни Вселенной. Так пытаются решить загадки наблюдаемой реальности: почему материи больше, чем антиматерии, состоят ли кварки из других частиц, как сохраняется барионное число. В этот раз анализ столкновений на коллайдере RHIC предоставил сильное свидетельство того, что барионное число переносится не кварками, а глюонной перемычкой внутри протонов.

19 августа, 18:31
Александр Березин

После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.

16 августа, 11:45
Татьяна Зайцева

В черепах участников битв эпохи Средневековья часто находят отверстия квадратной формы, о происхождении которых спорят специалисты. Авторы нового исследования пришли к выводу, что такое повреждение — следствие смертельного удара по голове палицей.

20 августа, 11:56
Татьяна Зайцева

Множество переломов костей у средневекового скелета, захороненного в замке Стерлинг, позволили предположить, что мужчина погиб в результате прямого попадания снаряда, выпущенного из осадного орудия. Не исключено, что это был гигантский требушет «Боевой Волк», построенный по приказу короля Англии Эдуарда I.

31 июля, 14:12
Андрей Серегин

Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.

9 августа, 19:34
Марк Чернов

Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.

4 августа, 12:03
Александр Березин

Остров Пекан недалеко от Мексиканского залива в Луизиане вскоре перейдет в собственность компании Илона Маска. Здесь будет новый космодром для Starship, почти в 20 раз больше, чем в Бока-Чике, где уже стоят две стартовых площадки. Уникальное местоположение позволит компании попытаться реализовать амбициозную цель о запуске миллиона низкоорбитальных спутников на орбиты, где сегодня находится подавляющее меньшинство спутников Земли.

[miniorange_social_login]

Комментарии

2 Комментария
Sam Dowson
10.04.2026
Решающим моментом тут мог бы стать ряд галактик, ранжированных по увеличению массы их центральной части. Чтобы узнать наверняка с какой именно массы начинается гамма-излучение. Тогда сразу будет видно: да, вот тут масса чуть больше и излучение идёт, а здесь уже чуть меньше "критической", излучения нет. Да и фраза "две разные формы материи" как-то не сильно подходит для озвученной гипотезы. Раз уж вводить "новую сущность", то пусть там одна переходит в другую под влиянием гравитации. Хотя впрочем если традиционная материя 2х видов: вещество и поле (способные превращаться друг в друга), то почему бы такой не быть и материей темной. Тёмное вещество и темное поле. Как-то так.
    Sam, спасибо, интересное рассуждение. Тут, правда, нет жесткого порога по массе: сигнал в таких моделях зависит не только от общей массы галактики, но и от распределения темной материи и скорости частиц. Вы правы – корректнее говорить не о двух формах, а о двух состояниях частиц ТМ – это именно теоретическая модель, а не разные типы вещества.