Излучение могут производить чрезвычайно лёгкие частицы тёмной материи.

Загадочное излучение: таинственный рентгеновский сигнал из соседних галактик мог бы раскрыть природу тёмной материи. Как выяснили астрофизики, сигнатура* этого излучения указывает на присутствие чрезвычайно лёгких частиц тёмной материи, например, гипотетически стерильных нейтрино. Если эти частицы сталкиваются, то они уничтожают друг друга, и за счёт этого появляется рентгеновское излучение, во всяком случае, в современной теории.

* Сигнатура — демаскирующие спектральные характеристики излучения, по которым можно отличить один однотипный передатчик сигналов от другого.

Несмотря на то, что тёмная материя составляет четыре пятых от массы нашей Вселенной, до сих пор неизвестно, из чего она состоит. О гипотетических слабовзаимодействующих массивных частицах (вимпах), которые раньше считали наиболее вероятными компонентами тёмной материи, существует очень мало информации. Хотя странный избыток гамма-лучей в Млечном Пути и карликовых галактиках может указывать на присутствие тяжелых вимпов, уничтожающих друг друга.

Некоторые учёные предполагают, что тёмная материя может состоять из более лёгких частиц. Главными претендентами на их роль считают так называемые симпы (сильно взаимодействующие массивные частицы) и более лёгкие аксионы. Дискутируют и о существовании специальных видах лёгких фермионов – стерильных нейтрино. Они были бы примерно в сто раз легче электрона.

Загадочный рентгеновский сигнал

Признаки присутствия чрезвычайно лёгких частиц астрономы уже, вероятно, обнаружили: в 2014 году учёные зарегистрировали таинственный рентгеновский сигнал в двух ближайших галактиках. Это была одна спектральная линия излучения с энергией 3,5 килоэлектронвольт, происхождение которой астрономы не смогли объяснить – эта линия оказалась абсолютно новой и загадочной.

Ведран Брдар из Университета Майнца и его коллеги сделали научно обоснованное предположение, откуда мог взяться рентгеновский сигнал. С помощью физических моделей они исследовали, могло ли излучение быть создано чрезвычайно лёгкими частицами тёмной материи, и как это происходило. «Мы исходим из вероятности того, что тёмная материя может состоять из фермионов с энергией всего в несколько килоэлектронвольт», — сообщают учёные.

Аннигиляция стерильных нейтрино?

Их теория: рентгеновское излучение могло возникнуть при столкновении двух частиц тёмной материи и их последующем уничтожении – как при контакте частицы с античастицей. «Раньше считалось, что такую аннигиляцию невозможно наблюдать, если эти частицы лёгкие», — объясняет коллега Брдара Йоахим Копп.

Но новая модель учёных доказывает, что даже стерильные нейтрино или подобные лёгкие частицы способны уничтожаться и тем самым создавать рентгеновское излучение. Этот процесс проходит в два этапа: прежде всего, из двух тёмных фермионов образуется пара так называемых реальных скаляров — частиц без спина. Затем они сразу распадаются в наблюдаемое рентгеновское излучение.

Поиски продолжаются

«Мы вычислили нашу новую модель и сравнили её с экспериментальными данными: они сходятся лучше, чем в случае более старых моделей», — говорит Копп. «Наши расчёты показывают, что результирующая рентгеновская сигнатура согласуется с наблюдениями и, таким образом, дает новое объяснение рентгеновскому излучению из космоса».

Только по одной теории без расчётов было бы невозможно предположить, что загадочный рентгеновский сигнал происходит из чрезвычайно лёгких частиц тёмной материи.

Но случайность ли это или есть более простое объяснение этого излучения, еще предстоит узнать. Ясно одно: поиск таинственных частиц тёмной материи продолжается.  ō

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите свой комментарий!
Пожалуйста, введите ваше