Вчені пояснили, з чим пов'язане світіння в центрі Чумацького Шляху

Згідно з новим дослідженням, важкі частинки темної матерії можуть руйнівно стикатися в центрі галактики, створюючи елементарні частинки, а також гамма-випромінювання — незрозуміле світло, що виходить з центру галактики, пише Live Science.

Джерело цього незрозумілого світла, назване надлишком галактичного центру (GCE), обговорюється вченими з моменту його відкриття в 2009 році.

Аналізуючи дані Космічного гамма-телескопа "Фермі", вчені помітили слабке світіння гамма-променів, яке вони не могли пояснити жодними відомими джерелами.

З тих пір дослідники запропонували цілу низку джерел, від темної матерії до більш традиційних, таких як зірки, що надзвичайно швидко обертаються, звані мілісекундними пульсарами.

Тепер новий погляд на більш ніж десятирічні дані телескопа Фермі в поєднанні з даними експерименту на Міжнародній космічній станції і спостереженнями за найближчими карликовими галактиками дозволяє припустити, що важкі частинки темної матерії в центрі галактики можуть пояснити це світіння.

"Я думаю, що найцікавіше відкриття полягає в тому, що надлишок галактичного центру можна пояснити за допомогою темної матерії", — сказав провідний автор дослідження Маттіа ді Мауро, дослідник Туринського відділення Національного інституту ядерної фізики в Італії.

У новому аналізі Мауро ретельно вивчив надлишок гамма-випромінювання, щоб відобразити його положення, форму й енергетичні рівні. Результати, опубліковані в журналі Physical Review D, показали, що світіння було досить сферичним і симетрично центроване в середині Чумацького Шляху.

У подальшому дослідженні, Мауро та його співробітник Мартін Вольфганг Вінклер, дослідник зі Стокгольмського університету зʼясували, що про цю темну матерію може розповісти гамма-випромінювання.

Результати аналізів показали, що частинки темної матерії мають масу приблизно 60 гігаелектронвольт (ГеВ), що приблизно в 60 разів більша за масу протона. Коли ці частинки стикаються, вони можуть анігілювати в мюони й антимюони або електрони та позитрони.

Якщо ця гіпотеза правильна, частинки темної матерії, схожі на ці, можуть бути створені та виявлені тут, на Землі, за допомогою наявних приладів, таких як Великий адронний коллайдер, і допоможуть вченим звузити їхній пошук.

Однак не всі експерти впевнені в нових результатах. Кілька груп раніше додали внесок у GCE частинок темної матерії з масою менше 400 ГеВ. Інші скептики стверджують, що надлишок світла виходить від невідкритих зірок, оскільки розподіл світла поблизу того місця, де повинні знаходиться зіркові популяції.

"Вони вважали краще не додавати зірковий розподіл у свій аналіз, що для мене незрозуміло ні зі статистичної, ні з фізичної точки зору. Не можна забувати, що існує занадто багато потенційних гамма-випромінювачів, що живуть із зірками. Якщо надлишок світла дійсно виходить від мілісекунд пульсарів або інших зірок, майбутні радіотелескопи, зможуть виявити ці зіркові популяції і закрити дискусію протягом наступних пʼяти років", — підсумував Оскар Масіас Рамірес, астроном з Амстердамського університету.