Излучение в центре Галактики оказалось не темной материей

На протяжении почти десяти лет астрономы изучали таинственное диффузное излучение из центра Галактики. Изначально считалось, что его источник — неуловимые частицы темной материи. Однако физики из Амстердамского университета и Лаборатории теоретической физики Аннеси-ле-Вье обнаружили новые доказательства того, что наиболее вероятный источник излучения — быстровращающиеся нейтронные звезды. Работа опубликована в журнале Nature Astronomy.

Излучение обнаружили при помощи гамма-телескопа Fermi-LAT около 10 лет назад. Находка вызвала большой ажиотаж в сообществе физиков, изучающих элементарные частицы, так как она обладала всеми свойствами долгожданного сигнала самоаннигиляции частиц темной материи во внутренней галактике. Обнаружение такого сигнала могло подтвердить, что темная материя, прежде наблюдаемая исключительно посредством ее гравитационного воздействия на другие объекты, на самом деле состоит из новых фундаментальных частиц. Более того, это помогло бы определить их массу и свойства. Но недавнее исследование показало, что, возможно, лучшее объяснение избыточного излучения — новая популяция тысяч быстровращающихся нейтронных звезд (миллисекундных пульсаров) в галактическом балдже, которую не удавалось обнаружить на других частотах.

«Детальное понимание морфологии и спектра избыточного излучения критически важно для определения отличий между темной материей и астрофизическими интерпретациями избыточного излучения в галактическом центре», — говорит Кристоф Венигер, один из исследователей, проводивших изучение.

Физики также обнаружили, что соотношение света к массе в галактическом балдже и центре согласованы друг с другом, так что выделение ГэВ гамма-излучения оказалось удивительно точным способом для отслеживания звездных масс во внутренней галактике. В изучении также использовали новый аналитический инструмент SkyFACT (Sky Factorization with Adaptive Constrained Templates), разработанный самими учеными. Он совмещает в себе физическое моделирование и анализ изображений.

Результаты исследования поддерживают интерпретацию миллисекундных пульсаров избыточных выделений, так как ни сигнал темной материи, ни другие астрофизические интерпретации не должны проявлять взаимосвязи с вышеупомянутыми явлениями.

«Результаты помогут направить в нужное русло радиопоиски скрытой популяции миллисекундных пульсаров в галактическом балдже с помощью MeerKAT и будущего Square Kilometre Array (SKA, крупнейший интерферометр в мире, открытие которого запланировано на 2020 год. — Прим. авт.), — говорит Франческа Калоре, также участвовавшая в работе. — Все это делает предстоящие наблюдения еще более многообещающими».