Ученим уперше вдалося "побачити" темну матерію (фото)

Вчені отримали перший в історії прямий доказ існування темної матерії - загадкової субстанції, що становить понад чверть Всесвіту. Як пише The Guardian, за допомогою телескопа "Фермі" НАСА дослідники виявили потужне гамма-випромінювання, яке походить із "галоподібної" структури, що оточує Чумацький Шлях. Його частота та інтенсивність вказують на те, що це може бути темна матерія. За словами автора дослідження, професора Томонорі Тотані з Токійського університету, це зображення - перший раз, коли людству вдалося "побачити" темну матерію.

Темна матерія була вперше описана в 1930-х роках, коли швейцарський астроном Фріц Цвіккі помітив, що далекі галактики обертаються швидше, ніж дозволяє їхня маса. Ці спостереження призвели до появи поняття темної матерії - речовини, яка не випромінює і не поглинає світло, але чинить невидимий гравітаційний вплив на галактики, які її оточують.

Відтоді вчені шукають частинки темної матерії, але досі не досягли успіху.

Одна з численних теорій темної матерії постулює, що вона складається з так званих слабо взаємодіючих масивних частинок (WIMP), які важчі за протони, що знаходяться всередині атомів, але практично не взаємодіють зі звичайною матерією. Зіткнення двох таких частинок може призвести до їхньої анігіляції, вивільняючи інші частинки і випускаючи сплеск гамма-випромінювання.

Група дослідників під керівництвом Томонорі Тотані з кафедри астрономії Токійського університету направила космічний апарат "Фермі" на ділянки Чумацького Шляху, де має концентруватися темна матерія, в центр нашої Галактики, і шукала цю характерну сигнатуру гамма-випромінювання. Дослідження опубліковано в журналі "Journal of Cosmology and Astroparticle Physics".

"Ми виявили гамма-випромінювання з енергією фотонів 20 гігаелектронвольт, що поширюється галоподібною структурою до центру галактики Чумацький Шлях", - сказав Тотані. "Форма гамма-випромінювання дуже схожа на очікувану для гало темної матерії".

Тотані припускає, що немає інших астрономічних явищ, які могли б легко пояснити гамма-випромінювання, спостережуване Фермі.

"Якщо це вірно, наскільки мені відомо, це означатиме, що людство вперше "побачить" темну матерію. І виявляється, що темна матерія - це нова частинка, яка не входить у сучасну стандартну модель фізики елементарних частинок", - сказав Тотані. "Це знаменує собою важливий крок у розвитку астрономії та фізики".

Тотані заявив, що "вирішальним фактором" буде виявлення гамма-випромінювання з таким самим спектром з інших областей космосу, таких як карликові галактики. 

Раніше вчені, які працюють із телескопом "Джеймс Вебб", заявили, що, можливо, виявили другу за віддаленістю зірку у Всесвіті, і вона може виявитися так званою "темною зіркою", яка світиться не завдяки термоядерним реакціям, а за рахунок енергії темної матерії.