Астрономы с помощью орбитального телескопа Fermi выяснили, что следы «темной материи» в центре галактики Млечный Путь были порождены обычными звездами, а не распадами частиц этой загадочной субстанции.
«Нам было крайне важно знать, как устроена эта область избыточного гамма-излучения и где она находится, а также то, как выглядит ее спектр. Без этого мы не могли понять, что именно порождает это свечение – распады частиц темной материи или обычные астрофизические процессы в центре Млечного Пути», — приводит РИА Новости слова Кристофа Венигер из Амстердамского университета.
Темная материя — невидимая субстанция, о наличии которой можно судить только по ее гравитационному воздействию. Она не взаимодействует с электромагнитными волнами, то есть не испускает, не поглощает и не отражает никакое излучение. На долю обычной материи приходится 4,9% массы Вселенной, а на ее темную «кузину» — 26,8%. Большинство физиков сегодня считает, что темная материя может состоять из тяжелых слабо взаимодействующих частиц, так называемых «вимпов».
В 2009 году, как казалось тогда ученым, недавно запущенный гамма-телескоп Fermi обнаружил первые следы темной материи в виде загадочного избытка гамма-излучения в центре Млечного Пути, яркость которого в высокоэнергетической части спектра заметно превышала теоретически предсказанные значения. Как предположили тогда ученые, источником этого излучения были распады сталкивающихся «вимпов».
Таинственные пульсары
Последующие наблюдения при помощи Fermi, а также данные с рентеновского телескопа NuSTAR, заставили ученых усомниться в этой гипотезе. Дело в том, что эти излишки были распределены по ядру Галактики не равномерно, как на то указывает теория, а «точечным» образом. Это указало на их возможный источник — миллисекундные пульсары, молодые нейтронные звезды.
Венигер и его коллеги нашли остроумный способ доказать, что это так, обратив внимание на одну характерную черту, которая будет связывать подобные «мертвые» светила с избытком гамма излучения и которая будет отсутствовать у темной материи – связь между силой этого свечения и массой звезд.
Если пульсары и черные дыры действительно порождают этот сигнал, то тогда он будет более сильным в местах скопления звезд, и более слабым – там, где их нет или относительно мало. Несмотря на простоту этой идеи, ученым потребовалось наблюдать за центром Млечного Пути на протяжении восьми лет для того, чтобы накопить достаточное количество данных для ее проверки.
Используя снимки с Fermi, ученые обработали их при помощи специального алгоритма. Оказалось, что подобная взаимосвязь между числом звезд и силой свечения Галактики действительно существовала, и она была очень сильной. Вероятность случайного совпадения подобного рода составляет один шанс на фактически бесчисленное множество попыток, число с 57 нулями.