Приборы МКС, возможно, зарегистрировали следы темной материи

Установленный на Международной космической станции магнитный альфа-спектрометр зарегистрировал антипротоны, возникновение которых на сегодняшний день лучше всего объясняется участием темной материи. К таким выводам независимо друг от друга пришли две команды исследователей из Германии и Китая, статьи которых были только что опубликованы в Physical Review Letters.

На сегодняшний день одним из главных способов обнаружения темной материи, которая не видна нам, поскольку практически не взаимодействует с материей обычной, является поиск «избыточных» космических лучей, которые, предположительно, образуются при аннигиляции сталкивающихся частиц темной материи. Это одна из сфер применения вынесенного в космическое пространство спектрометра.

Две команды ученых независимо друг от друга проанализировали последние полученные ими данные по антипротонам космических лучей. Обе группы пришли к выводу об избыточности антипротонов, которая может указывать на частицы темной материи с массой порядка десятков ГэВ/с².

Космические лучи содержат небольшую долю частиц антивещества, таких как позитроны и антипротоны. Большинство этих античастиц создаются в обычных столкновениях между космическими частицами высоких энергий и межзвездным газом. Однако небольшая их часть может исходить от темной материи. Надо только опознать ее, если она там есть.

В своем исследовании Алессандро Куоко (Alessandro Cuoco) и сотрудники Университета Аахена (Германия) исследовали два сценария: один с темной материей и другой — без нее. Они запускали симуляции для обоих случаев, регулируя различные параметры, чтобы получить картину событий, последствия которых наилучшим образом соответствуют наблюдаемым данным антипротонных, протонных и гелиевых космических лучей из AMS и других экспериментов. Выяснилось, что модель с участием темной материи, частицы которой имеют массу 80 ГэВ/c², соответствует наблюдаемой в случае антипротонных измерений картине лучше, чем модель без оной.

Мин-Ян Цуй (Ming-Yang Cui) из Китайской академии наук и его коллеги провели независимый анализ, основанный на несколько иной стратегии. Ученые сосредоточились на соотношении количеств бора и углерода. В этом случае также оказалось, что наблюдаемая картина лучше всего достигается при участии частиц темной материи, имеющих массу от 40 до 60 ГэВ/c².

Специалисты уже связали полученные данные с наблюдаемым избытком гамма-лучей из центра нашей Галактики, появление которых также связывают с темной материей. Правда, этому предлагаются и другие, более «прозаические» объяснения, вроде излучения пульсаров.

Напомним, что предположение о существовании темной материи было введено в современную космологию в 30-е годы XX века, чтобы при помощи ее гравитации объяснить видимые феномены движения звезд и галактик. Темная материя практически не взаимодействует с обычной, не излучает, не поглощает и не отражает электромагнитное излучение, поэтому ее до сих пор не удалось обнаружить. Хотя по современным представлениям на ее долю приходится около 22% всей массы Вселенной, она продолжает оставаться не более чем красивой гипотезой.