Что-то светится в сердце Млечного пути

В центре Млечного пути больше разреженного гамма-излучения, чем ученые могут объяснить по наблюдениям. Это явление называется Galactic Center GeV Excess (GCE, Излишком гигаэлектронвольт в галактическом центре), и астрономы уже не первый год пытаются его обосновать.

По одному из предположений, это свечение создается уничтожающейся темной материей. Потом прозвучала идея, что виновником являются миллисекундные пульсары, которые каким-то образом оказались незамеченными. В новой статье ученые снова возвращаются к темной материи.

По смоделированным данным, астрофизики Ребекка Лиэйн и Трейси Слатьер из МТИ обнаружили ошибку в анализе миллисекундных пульсаров.

(NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration)
(NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration)

Впервые избыток гамма-излучения физики обнаружили 10 лет назад по данным космического гамма-телескопа Ферми. Тогда они предположили, что причиной может быть гипотетическая темная материя. Пусть мы не можем засечь ее напрямую, предположили они, но она может давать видимое нашими инструментами излучение.

Вимпы — гипотетические слабовзаимодействующие массивные частицы, которые считаются кандидатами на роль основного компонента холодной темной материи. Если такие частицы столкнутся — как это происходит в ускорителях частиц — они уничтожат друг дружку, взорвавшись дождем других частиц, включая и гамма-фотоны.

Этот выброс гамма-фотонов даст узнаваемый сигнал — равномерное распределение фотонов. Но два независимых статистических анализа, в одном из которых участвовала Слатьер, опубликованных в 2016 году, показали, что фотоны распределяются пучками.

Авторы пришли к заключению, что источником скорее является популяция миллисекундных пульсаров — нейтронных звезд, вращающихся со скоростью до 1000 оборотов в секунду. Они слишком тусклые, чтобы их можно было разглядеть по отдельности, и поэтому дают разреженный свет.

Слатьер и Лиэйн математически смоделировали Млечный путь, добавив пульсаров и уничтожающуюся темную материю. Они обнаружили, что даже когда темная материя объясняла долю излишка (GCE), анализ теми же методами, что и в 2016 году, выдавал ошибочное заключение, что это миллисекундные пульсары и гамма-излучение от пузырей Ферми.

Это не означает, что причиной является темная материя, лишь показывает, что методы, использованные в анализе от 2016 года, нельзя считать надежными.

В интервью Quanta Лиэйн объяснила:

На сегодняшний день в наших знаниях о гамма-лучах чего-то не хватает. Если темная материя там и есть, ее сигнал может быть скрыт.

В еще двух новых препринтах статей результаты подкрепляют выводы этой работы. Там ученые обнаружили неожиданно большое количество антипротонов в данных спектрометра, которые тоже могут быть побочным продуктом уничтожающейся темной материи.

На данный момент результаты не были подтверждены независимыми рецензентами.

— 
Статья была опубликована в
arXiv.

PS Вы же подписались на наш Телеграм канал и Youtube? Обязательно подпишитесь!