Таємниче явище в центрі галактики може вказувати на новий вид темної матерії

Загадкове явище в центрі нашої галактики може бути результатом іншого типу темної матерії. Темна матерія, таємнича форма неспостережуваної матерії, яка може становити 85% маси відомого Всесвіту, є одним із найбільших пошуків науки. У цьому першому у своєму роді дослідженні вчені зробили крок ближче до розуміння невловимої таємничої матерії. Вони вважають, що за незрозумілими хімічними реакціями, що відбуваються в Чумацькому Шляху, може стояти переосмислений кандидат на темну матерію.

Доктор Шям Баладжі, науковий співробітник Королівського коледжу Лондона та один із провідних авторів дослідження, пояснює: «У центрі нашої галактики сидять величезні хмари позитивно зарядженого водню, що є загадкою для вчених протягом десятиліть, оскільки зазвичай газ нейтральний. Отже, що постачає достатньо енергії, щоб вибити з них негативно заряджені електрони?»

«Енергетичні сигнатури, що випромінюються з цієї частини нашої галактики, свідчать про те, що існує постійне бурхливе джерело енергії, яке робить саме це, і наші дані свідчать, що вона може походити від набагато легшої форми темної матерії, ніж вважають поточні моделі».

Найбільш усталена теорія щодо темної матерії полягає в тому, що це, ймовірно, група частинок, відомих як слабко взаємодіючі масивні частинки (WIMP), які проходять крізь звичайну матерію без особливої ​​взаємодії, що робить їх надзвичайно важко виявити. Однак це дослідження, опубліковане сьогодні в Physical Review Letters, потенційно відродило інший тип темної матерії з набагато меншою масою, ніж WIMP.

Дослідники вважають, що ці крихітні частинки темної матерії врізаються одна в одну і утворюють нові заряджені частинки в процесі, який називається «анігіляцією». Ці новоутворені заряджені частинки можуть згодом іонізувати газоподібний водень.

Попередні спроби пояснити цей процес іонізації спиралися на космічні промені, швидкі та енергійні частинки, які подорожують у Всесвіті. Однак це пояснення зіткнулося з деякими труднощами, оскільки енергетичні сигнатури, записані під час спостережень Центральної молекулярної зони (CMZ), де це відбувається, здається, недостатньо великі, щоб їх віднести до космічних променів. Здається, такий процес також неможливий з WIMP.

Дослідницька група залишилася з поясненням, що джерело енергії, яке викликає анігіляцію, повільніше, ніж космічне випромінювання, і менш масивне, ніж WIMP.

– сказав доктор Баладжі. «Пошук темної матерії — це найбільше наукове полювання, але багато експериментів проводяться на Землі. Використовуючи газ у CMZ для іншого виду спостережень, ми можемо дістатися прямо до джерела. Дані говорять нам, що темна матерія потенційно може бути набагато легшою, ніж ми думали».

«Пошук темної матерії є однією з найважливіших цілей фундаментальної науки, але багато експериментів проводяться на Землі, яка з розпростертими руками чекає, поки темна матерія прийде до них. Вдивляючись у центр нашого Чумацького Шляху, газоподібний водень у CMZ свідчить про те, що ми можемо наблизитися до виявлення доказів можливої ​​природи темної матерії».

Це відкриття може одночасно пояснити більш широкі таємниці нашої галактики, такі як особливий тип рентгенівського спостереження, виявлений у центрі Чумацького Шляху, відомий як «лінія випромінювання 511 кеВ». Ця специфічна енергетична сигнатура також може бути пов’язана з тією самою темною матерією малої маси, яка стикається й утворює заряджені частинки.