После того как зонд «Новые горизонты» достиг внешней тьмы Солнечной системы, за Плутоном, его инструменты зафиксировали нечто странное.
Пространство между звездами светилось оптическим светом. Это само по себе не было неожиданным; этот свет называется космическим оптическим фоном , слабым свечением всех источников света во Вселенной за пределами нашей галактики.Странной частью было количество света. Его было значительно больше, чем предполагали ученые примерно вдвое .
Теперь ученые излагают возможное объяснение избытка оптического света: побочный продукт необнаружимого взаимодействия темной материи .
Существует многожество вопросов о Вселенной, но темная материя — один из самых сложных. Темная материя -это имя, которое присвоено таинственной массе во Вселенной, ответственной за создание гораздо большей гравитации в концентрированных точках, чем должно быть .Галактики, например, вращаются быстрее, чем должны, под действием гравитации, создаваемой массой видимой материи.Искривление пространства-времени вокруг массивных объектов больше, чем должно быть, если бы мы рассчитывали искривление пространства, основываясь только на количестве светящегося материала.
Но что бы ни создавало этот эффект, нет возможности обнаружить его напрямую. Примерно 80 процентов вещества во Вселенной составляет темная материя.Есть предположения, что одним из кандидатов является аксион , который принадлежит к гипотетическому классу частиц, впервые концептуализированных в 1970-х годах для решения вопроса о том, почему сильные атомные взаимодействия следуют так называемой симметрии зарядовой четности , хотя большинство моделей говорят, что в этом нет необходимости.Как оказалось, аксионы в определенном диапазоне масс должны вести себя точно так же, как ожидается будет вести себя темная материя .
Трудность заключается в том, чтобы отделить их от всех других источников света во Вселенной, и здесь в дело вступает космический оптический фон. Фон сам по себе очень трудно обнаружить, так как он очень тусклый. Разведывательный сканер дальнего действия (LORRI) на борту New Horizons является лучшим инструментом для этой работы . Ученые предположили, что избыток, обнаруженный New Horizons, является продуктом, приписываемым звездам и галактикам, которые мы не можем видеть. И этот вариант все еще очень актуален.
Работа заключалась в том, чтобы оценить, может ли аксионоподобная темная материя быть причиной дополнительного света.Специалисты провели математическое моделирование и определили, что аксионы с массой от 8 до 20 электронвольт могут производить наблюдаемый сигнал при определенных условиях.
Невозможно сказать, какое объяснение правильное, основываясь исключительно на текущих данных. Однако, сузив массы аксионов, которые могут быть ответственны за избыток, исследователи заложили основу для будущих поисков этих загадочных частиц.Если избыток возникает из-за распада темной материи на фотонную линию, в предстоящих картографических измерениях интенсивности линий будет значительный сигнал .
Ультрафиолетовый прибор на борту «Новых горизонтов» и будущие исследования ослабления гамма-излучения очень высоких энергий также проверят эту гипотезу и расширят поиски до более широкого диапазона частот и возможно наконец прольют свет на на неуловимую темную материю!