Китайські вчені повідомили про найпереконливіші ознаки виявлення темної матерії

Вчені змирилися з думкою, що темна матерія дійсно існує у вигляді частинок зі слабким взаємодією, а не у вигляді поля. Але які саме частинки представляють темну матерію — з цього приводу єдиної думки немає. Найбільш популярна гіпотеза приписує ці властивості частинкам вимпам (WIMP). Самих вимпів виявити вкрай складно, але їх аннігіляція створює досить яскравий гамма-сплеск, який повинен видавати їх з головою. І такий сплеск зареєстровано.

Уявлення про розподіл темної матерії в Чумацькому Шляху. Джерело зображення: NASA

Астрофізики Китайської академії наук виявили в архівних даних космічного гамма-телескопа Fermi незвично вузьку лінію випромінювання з енергією близько 43,2 ГеВ. Для цього вони проаналізували 15,5 років спостережень Fermi-LAT, де шукали так звані гамма-лінії — спектральні особливості у вигляді різких сплесків, які особливо цікаві для пошуків темної матерії, якщо вона представлена вимпами. Для аналізу були обрані 13 масивних найближчих скупчень галактик, а найбільш сильний сигнал виявився в напрямках скупчень Діви, Печі та Змієносця.

Лінія близько 43 ГеВ безпосередньо пов'язана з гіпотезою вимпів — слабо взаємодіючих масивних частинок, одних з основних кандидатів на роль темної матерії. Згідно з цією гіпотезою, частинки темної матерії можуть стикатися і аннігілювати, перетворюючись на інші частинки, наприклад, у певних випадках такий процес здатний породжувати гамма-кванти з характерною енергією. На відміну від широкого спектра звичайних астрофізичних джерел, різкий характерний сплеск на графіку став би своєрідним «відбитком пальця» явища аннігіляції. Тому виявлення стійкої гамма-лії з потрібними властивостями цілком може вважатися одним з найбільш переконливих непрямих доказів існування частинок темної матерії.

Після врахування всіх ефектів і гарантованого відсічення інструментальної помилки вчені отримали статистичну значущість виявлення темної матерії у вигляді вимпа зі значенням близько 4,3σ для трьох скупчень і 3,7σ для всієї вибірки. Як відомо, для підтвердження відкриття потрібна статистична значущість не менше 5 «сигма», тому мова про виявлення темної матерії, звісно ж, не йде.

Саме тому вчені поки говорять не про відкриття темної матерії, а про незвичний спостережуваний сигнал, який важко пояснити в рамках прийнятих астрофізичних теорій і який вимагає незалежної перевірки. Вчені допускають, що для його пояснення може знадобитися більш складна модель темної матерії або вкрай незвичне астрофізичне джерело.

Хочеш дізнатися більше — читай відгуки