Свечение вокруг Млечного Пути ученые связали с темной материей

Фото: Ralf Kaehler / SLAC National Accelerator Laboratory, American Museum of Natural History

Темная материя, составляющая около 85% вещества Вселенной, остается недоступной для прямого наблюдения. Однако новый анализ 15-летних данных космического гамма-телескопа Fermi впервые намекнул на ее возможное проявление.

• Астроном Томонори Тотани из Токийского университета выявил ореолоподобное гамма-излучение вокруг Млечного Пути. Его пик пришелся на энергии около 20 ГэВ — такого сигнала, согласно теории, можно ожидать от аннигиляции WIMP-частиц. Ученый поначалу сомневался в находке, но после тщательной проверки убедился в ее устойчивости.
• В анализ вошли области гало над и под галактической плоскостью. После исключения всех известных источников излучения — взаимодействий космических лучей, межзвездного газа и крупных плазменных структур — осталось остаточное излучение, совпадающее с ожидаемым профилем гало из темной материи. Сигнал быстро растет в диапазоне нескольких ГэВ, достигает максимума около 20 ГэВ и затем идет на спад. Такой спектр соответствует WIMP-частицам, масса которых примерно в 500 раз выше массы протона.
• Подобные аномалии уже фиксировались. Еще с 2009 года известно об избытке гамма-излучения в центре галактики, но его природа спорная — ни подтвердить связь с темной материей, ни полностью объяснить астрофизическими процессами пока не удалось. Новый сигнал в гало изучен гораздо слабее и потребует длительной проверки.

Ключевым этапом дальнейших исследований называют наблюдения карликовых галактик, богатых темной материей и почти лишенных собственного гамма-фона. Существенным подтверждением стало бы совпадение со всплесками, которые могут зарегистрировать подземные детекторы темной материи при той же предполагаемой массе частиц.

Дополнительные данные в ближайшие годы должна дать будущая гамма-обсерватория CTAO, которая значительно повысит чувствительность поиска.