Головна / Всесвіт / Джерелом електронів високих енергій є астрофізичні процеси

Джерелом електронів високих енергій є астрофізичні процеси

Існуванням темної матерії астрофізики пояснюють надлишок маси в галактиках — тяжіння цієї маси розкручує краї галактичних дисків.

За найбільш поширеним сьогодні поглядам, темна матерія складається з т. зв. слабовзаємодіючих масивних частинок (weakly interacting massive particles, WIMP) — які, відповідно, беруть участь тільки в слабкій і гравітаційній взаємодії (тобто мають масу). Однак поки ніяких вимпів ніхто не виявив. Між тим, навіть якщо вони невидимі, такі сліди повинні виникати, наприклад, при анігіляції або розпаду часток темної матерії. Якщо ці частки мають помітну масу, при розпаді повинні утворитися фотони і позитрони високих енергій.

Серед безлічі детекторів, які могли б виявити такі сліди вимпів — гамма-телескоп Dark Matter Particle Explorer («дослідник частинок темної матерії», DAMPE), в даних якого кілька років тому був виявлений натяк на надлишок частинок з енергією в районі одного тераелектронвольт.

Автори нової роботи, препринт якої опубліковано на сайті arXiv.org вивчили надлишок гамма-випромінювання з енергією близько тераелектронвольт в даних DAMPE і встановили, що він погано поєднується з відомими науковими даними про гамма-фотони нашої Галактики в цілому. Якщо вимпи дійсно існують і розпадаються, то при цьому повинні утворюватися пари електронів і позитронів, а ті, у свою чергу, анігілювати з випусканням гамма-фотонів. Проблема, однак, у тому, що подібні пари електронів і позитронів утворюються і при деяких інших процесах, які вже відомі астрофізикам, і ніяк не пов’язані з темною матерією.

Дослідники відзначають, що якщо б надлишок електронів, що реєструються DAMPE в тих чи інших районах нашої галактики, дійсно був би викликаний розпадом темної матерії, то в тих секторах було б настільки ж багато і гамма-фотони високих енергій — бо то при розпаді частинок темної матерії повинні утворювати не тільки електрони, а й позитрони, а при їх анігіляції виділяються саме гамма-фотони. Однак дані інших гамма-телескопів показують зовсім іншу картину: надлишок електронів, виявлений Dark Matter Particle Explorer, припадає на ті ділянки неба, де немає надлишку гамма-фотонів.

Все це означає, що джерелом електронів високих енергій є астрофізичні процеси, не пов’язані з WIMP. В останні роки модель з вимпами піддається все більш інтенсивній критиці — їх слідів не вдається виявити не тільки в космосі, але і на Великому адронному колайдері. Зокрема, деякі вчені припускають, що непоганою альтернативою «частинкової» гіпотези (серед яких не тільки WIMP, але і, наприклад, аксіони) можуть бути чорні діри масою в десятки сонячних — ті, які реєструє гравітаційна обсерваторія LIGO.

 
comments powered by HyperComments