Всесвіт

Фізики відродили ідею про сигнали темної матерії з центру Галактики

Вчені показали, що чинні методи аналізу даних в гамма-діапазоні здатні надійно виключити внесок розмитого сигналу, причиною якого може бути гіпотетична анігіляція частинок темної матерії. В результаті висновки про пульсарну природу спостерігається надлишок випромінювання з центру Чумацького Шляху не можуть вважатися остаточними, пишуть автори в журналі Physical Review Letters.

Темна матерія — це назва сімейства ідей, покликаних вирішити ряд суперечностей між спостереженнями та теоретичними астрофізичними оцінками. Найбільш популярним варіантом є подання темної матерії у вигляді ще невідкритих частинок. На даний момент немає прямих підтверджень наявності подібних об’єктів.

Згідно з переважною більшості моделей темної матерії, її частинки повинні формувати протяжні гало, в які занурені всі галактики, в тому числі Чумацький Шлях. В такому випадку в центрі систем повинна спостерігатися помітна концентрація таких частинок. При цьому ряд теорій припускає, що між ними можуть відбуватися взаємодії, в тому числі анігіляції. Її результатом має стати поява фотонів, чия енергія буде залежати від невідомої маси вихідних часток.

Подібні сигнали були зареєстровані, причому як в рентгенівському діапазоні (лінія випромінювання в напрямку галактики Андромеди і скупчення у Персея), так і в гамма (надлишок випромінювання з центру Чумацького Шляху). Однак згодом висновок про те, що це сліди анігіляції темної матерії, вважають малоймовірними, оскільки було показано, що такі особливості можуть з’являтися в результаті світіння популяції невиявлених мілісекундних пульсарів.

Ребекка Лін (Rebecca Leane) і Трейсі Слейтер (Tracy Slatyer) з Массачусетського технологічного інституту показали, що попередній аналіз, співавтором якого виступила Слейтер, також не був позбавлений недоліків. У статті говорилося, що пульсари повинні виглядати як досить компактні об’єкти даних гамма-телескопа Фермі, а вирахування всіх відомих джерел призводить до того, що попіксельне порівняння залишених варіацій набагато краще пояснюється локалізованими джерелами, а не розмитим світінням, яке очікується в разі темної матерії.

Теоретично передбачається, що темна матерія розподілена згідно функції щільності з гладким профілем, тому її сигнал може бути змодельований розподілом Пуассона. Однак популяції окремих джерел будуть породжувати менш однорідний розподіл, оскільки із-за обмеженого кутового дозвіл з ненульовою ймовірністю в одному пікселі може виявитися кілька яскравих джерел, а в іншому — жодного.

У новій роботі автори штучно додавали в реальні дані очікуваний сигнал темної матерії, який все одно визначався програмою як  той, що відноситься до пульсара. Більш того, раніше створений алгоритм продовжував видавати пульсари як відповіді, навіть якщо штучний сигнал темної матерії створювався з підвищеною інтенсивністю, і лише при десятикратному перевищенні очікуваного рівня починав правильно визначатися. Вчені вважають, що такий аналіз не дає надійних результатів, тому необхідно повернутися до вихідної позиції, за якою надлишок гамма-променів з центру Чумацького Шляху все-таки може бути пов’язаний з темною матерією.

Джерело: https://nplus1.ru/

Кнопка «Наверх»