Темная материя наносит ответный удар в центре Галактики?

Москва, 20:40, 14 Дек 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Согласно новой научной статье, таинственное наблюдение гамма-лучей в центре нашей галактики может быть вызвано темной материей.

Астрофизики уже десять лет знают, что центр Млечного Пути посылает слишком много гамма-лучей. Таинственная темная материя, когда-то считалась главным кандидатом на создание избытка, хотя в дальнейшем от этой теории ученые отказались. Но теперь новый анализ данных может еще раз качнуть маятник в пользу темной материи в качестве объяснения.

Космический телескоп Fermi Gamma-ray впервые измерил загадочный избыток гамма-излучения из центра нашей галактики еще в 2009 году. С тех пор математические модели предложили двух основных «подозреваемых»: вращающиеся нейтронные звезды, называемые пульсарами и сталкивающиеся частицы темной материи, уничтожающие друг друга, где темная материя — неопознанная масса, которая, кажется, формирует основу Вселенной.

Но еще в 2016 году в двух статьях, опубликованных в журнале Physical Review Letters, были представлены две разные математические модели, которые, по-видимому, предпочитали необнаруженную популяцию пульсаров как более подходящую версию, без необходимости упоминать темную материю. Гипотеза о темной материи начала утрачивать популярность.

Затем, в апреле этого года, Лейн и Трейси Слатер, физики-теоретики из Массачусетского технологического института опубликовали статью под названием «Темная материя наносит ответный удар в центре Галактики», утверждая, что модели 2016 года могли ошибаться.

Ход исследования

Сначала физики-теоретики рассмотрели метод непуассоновской подгонки шаблонов, используемый для расчета различных источников света в ночном небе, который рассматривает общий свет как комбинацию разнородных источников, каждый из которых моделируется «шаблоном». Все шаблоны вместе способствуют вероятности того, что определенное количество фотонов будет наблюдаться в каждом пикселе изображения. Но при их анализе смоделированных данных оказалось, что сумма шаблонов может некорректно описывать то, что на самом деле происходит. Ученые продемонстрировали, что вклад гамма-лучей от темной материи легко может быть неверно истолкован как исходящий от «точечных источников», то есть звездообразных объектов на небе, наиболее вероятно, пульсаров. Когда они вводили ложный сигнал, который выглядел как эффект темной материи, в реальные данные, модель неправильно распределяла сигнал темной материи на точечные источники.

«Это говорит о том, что данные каким-то образом смоделированы, и темная материя может быть доминирующим вкладом в избыток галактического центра в конце концов — хотя это не является положительным доказательством для темной материи, и [избыток] все еще может состоять в основном точечных источников », — пишут авторы в статье, опубликованной в Physical Review Letters на этой неделе.

Кроме того, только в прошлом месяце отдельная группа ученых опубликовала статью, которая опровергает выводы второй статьи 2016 года.

По сути, эта работа ставит под сомнение анализ, ранее использовавшийся для отнесения избытка к пульсарам, демонстрируя недостатки в методах анализа исходных данных.

Итоги исследования

Эти результаты вдохновляют исследователей темной материи.

«Сейчас я примерно так же оптимистичен в отношении интерпретации темной материи по этому сигналу, как и когда-либо», — сказал Джим Хупер, старший научный сотрудник и руководитель группы теоретической астрофизики в Национальной ускорительной лаборатории Ферми.

Он сказал, что надеется, что специальные эксперименты теперь будут искать похожие источники выбросов в карликовых галактиках, которые вращаются вокруг Млечного Пути.