Загадкове явище в центрі Чумацького Шляху: фізики виявили новий вид темної матерії
Темна матерія залишається однією з найбільших загадок у фізиці, і тепер учені знайшли нового кандидата на роль цієї таємничої субстанції.
Астрофізики вважають, що дивні явища, які були виявлені в центрі нашої галактики Чумацький Шлях, можуть бути незаперечним доказом існування нового виду темної матерії. Дослідження опубліковано в журналі Physical Review Letters, пише Space.
У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!
Новий вид темної матерії
Автори дослідження виявили ознаки існування нового кандидата на роль темної матерії, і він не тільки має меншу масу, ніж раніше запропоновані частинки, а й самознищується. Тобто під час зустрічі цих частинок темної матерії, вони знищують одна одну і створюють негативно заряджений електрон та його позитивно заряджений еквівалент з антиматерії — позитрон.
Фізики вважають, що процес знищення частинок темної матерії і викид пар електрон-позитрон дають енергію, необхідну для відриву електронів від нейтральних атомів водню в щільному газі в центрі Чумацького Шляху. Цей процес називається іонізацією. Це може пояснити, чому в регіоні, який знаходиться в центрі нашої галактики під назвою Центральна молекулярна зона (ЦМЗ), так багато іонізованого водневого газу.
Астрофізики вважають, що частинки темної матерії насправді легші за протон, тобто за частинку, що становить атом, і відповідає за загадкові явища в центрі Чумацького Шляху. Якщо інші кандидати на роль темної матерії, як вважають учені, впливають на звичайну матерію за допомогою гравітації, то новий вид темної матерії впливає у вигляді іонізації галактичного газу.
Темна матерія — що це?
Учені вважають, що 85% маси Всесвіту становить темна матерія, яку не можна побачити безпосередньо. Але її можна виявити за допомогою гравітаційного впливу на звичайну матерію, з якої складаються планети, зірки і все, що ми бачимо навколо. Фізики вважають, що темна матерія складається не з електронів, протонів і нейтронів, що складають атом, а з частинок, які не входять до Стандартної моделі фізики елементарних частинок.
Ці гіпотетичні частинки темної матерії мають різну масу і властивості. Передбачається, що деякі з них, як і новий кандидат на роль темної матерії, можуть самознищуватися.
Поки що головними кандидатами на роль темної матерії є гіпотетичні аксони та аксіоноподібні частинки, що мають різну масу. Але автори дослідження стверджують, що за іонізацію газу в ЦМЗ відповідають не ці частинки темної матерії, а раніше невідомі.
Новий вид темної матерії вирішує кілька загадок
Розрахунки вчених показують, що передбачувана нова частинка темної матерії має масу менше ніж один гігаелектронвольт і, як уже було сказано вище, під час зустрічі ці частинки знищуються з викидом пар електрон-позитрон. На відміну від наявних кандидатів на роль темної матерії, нові частинки безпосередньо впливають на міжзоряне середовище і цей ефект можна спостерігати.
За словами авторів дослідження, є ще й незрозуміле слабке гамма-випромінювання з центру галактики, яке також може бути пов'язане з новим видом темної матерії.
Астрофізики кажуть, що якщо нові частинки темної матерії самознищуються, то це також може пояснити незвичайне випромінювання, що виходить із ЦМЗ. Воно найімовірніше виникає під час зіткнення позитронів і електронів, які потім розпадаються на рентгенівські промені, не такі потужні, як гамма-випромінювання.
Поки що фізики не дали назву новій гіпотетичній частинці, з якої може складатися темна матерія, і необхідно провести багато досліджень, які б могли довести зроблені висновки.
Вчені кажуть, що темна матерія залишається однією з найбільших загадок у фізиці, але якщо нова теорія вірна, то вона відкриває спосіб вивчення загадкової субстанції не тільки за допомогою гравітації, а й за допомогою того, як темна матерія формує саму тканину Чумацького Шляху.
Як уже писав Фокус, астрономи з'ясували, що Всесвіт створює планети незвичайним чином. Планети мають приховані закономірності у своїх орбітах.
Також Фокус писав про те, що вчені знайшли новий тип космічних об'єктів, які мають планетарну масу, вільно переміщаються космосом, але при цьому не є ні величезними планетами, ні дуже маленькими зірками.