Новый анализ гамма-излучения из центра нашей галактики показал, что темная материя не должна быть исключена из списка возможных причин.
Международная команда исследователей из Венского университета и Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли повторно проанализировала один из самых обсуждаемых сигналов в астрофизике за последние годы — так называемый Galactic Center Excess (GCE), или избыток гамма-излучения в центре нашей галактики. Результаты работы показывают, что гипотеза о темной материи пока не может быть отвергнута. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.
Речь идет о слабом почти сферическом гамма-свечении, которое охватывает тысячи световых лет вокруг центра нашей галактики. Ученые уже более десяти лет дискуссируют о его природе. Одни полагают, что сигнал возникает в результате аннигиляции частиц темной материи, другие связывают его с множеством миллисекундных пульсаров — быстро вращающихся нейтронных звезд.
В рамках нового исследования специалисты обучили машинный алгоритм, используя более миллиона моделей гамма-излучения. В отличие от предыдущих работ, система одновременно учитывала не только положение фотонов в пространстве, но и энергию каждого зарегистрированного кванта излучения. Именно этот аспект оказался ключевым.
Неожиданная проблема с пульсарами
Ранее проведенные статистические исследования указывали на то, что источник сигнала должен состоять из множества небольших, практически точечных объектов. Под такие параметры идеально подходили пульсары. Однако с учетом энергетических характеристик фотонов оказалось, что такие объекты должны быть крайне тусклыми. Настолько, что их излучение практически невозможно отличить от сигнала, ожидаемого при аннигиляции темной материи.
По расчетам авторов, если виновниками действительно являются пульсары, то в центральной области Млечного Пути должно находиться как минимум 35 тысяч таких объектов. Это значительно превышает прежние оценки, которые обычно варьировались от нескольких сотен до нескольких тысяч источников.
Авторы подчеркивают, что их результаты не доказывают наличие темной материи и не подтверждают ее роль в формировании сигнала. Однако новые данные указывают на то, что исключать этот сценарий пока преждевременно.
Согласно современным оценкам, темная материя составляет около 27% всего вещества во Вселенной, тогда как обычное вещество составляет лишь около 5%. Остальная часть приходится на темную энергию.
Загадочное гамма-свечение в центре нашей галактики наблюдается космическим телескопом Fermi уже более десяти лет и считается одним из самых многообещающих косвенных доказательств существования темной материи.