Поиск гамма-фотонов, предположительно излучаемых при аннигиляции гипотетических частиц тёмной материи, вимпов, за 10 лет астрономических наблюдений при помощи пяти телескопов проекта H.E.S.S. не дал положительного результата, но позволил сузить область их возможных параметров. Об этом сообщается в свежей статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.
По современным представлениям около 85 % вещества во Вселенной состоит из так называемой тёмной материи — невидимой субстанции неизвестной природы, которая проявляет себя пока только через гравитационное взаимодействие. Одним из наиболее популярных объяснений тёмной материи является гипотеза о том, что она состоит из неких частиц, имеющих относительно высокую массу и очень слабо взаимодействующих с обычным веществом. Такие частицы принято называть вимпами, от английского WIMP —Weakly Interacting Massive Particle (слабо взаимодействующие массивные частицы).
Из физики частиц известно, что у любой частицы должна быть античастица, а при их взаимодействии происходит аннигиляция и образуются другие частицы, в том числе гамма-фотоны. Если в космосе так много тёмной материи, то время от времени должна происходить аннигиляция её частиц, а мы должны видеть избыток гамма-излучения. Именно его поиском в течение уже более 10 лет занимается коллаборация H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System, высоко-энергичная стереоскопическая система).
В свежей статье члены коллаборации представили результаты обработки данных за 2004—2014 годы. Признаков аннигилирующих вимпов им обнаружить не удалось. Зато удалось получить самые жёсткие на данный момент ограничения на вероятность такой аннигиляции, что может помочь уточнить существующие модели вимпов, и возможно, отсечь некоторые из них.
Ожидается, что при аннигиляции вимпов должны возникать гамма-фотоны со строго определённой энергией, которая равна массе вимпов. На спектре гамма-излучения это должно приводить к возникновению пика на этой длине волны.
Высокую концентрацию тёмной материи следует ожидать там, где собрано больше всего массы — например, в центре нашей Галактики. Именно его и наблюдали при помощи пяти наземных гамма-телескопов, расположенных в Намибии. Полученные данные позволили усилить ограничения на сечение аннигиляции вимпов в диапазоне масс от 300 ГэВ до 70 ТэВ. Частично этот диапазон перекрывается с возможностями космического гамма-телескопа Ферми, предыдущие результаты которого удалось улучшить в 4 раза.
Стоит, однако, отметить, что полученные ограничения всё ещё недостаточны, чтобы отмести, например, популярную теорию, что вимпы состоят из гипотетических нейтралино. В дальнейшем учёные продолжат наблюдения, а также займутся обработкой данных, полученных после 2014 года.
Читайте также
Почему мы поверили в тёмную материю?
Шесть причин следить за достижениями нейтринной физики
Сигнал от частиц тёмной материи, возможно, присутствует в космических лучах
Подписывайтесь также на мой канал в Telegram!
