Ученые обнаружили возможный сигнал от темной материи, но призывают к осторожности

Космический телескоп NASA «Ферми», изучающий гамма-излучение высокой энергии, возможно, впервые в истории зафиксировал сигнал, связанный с темной материей — загадочной и невидимой субстанцией, из которой состоит большая часть материи во Вселенной. Соответствующее исследование было опубликовано во вторник, 25 ноября, в «Журнале космологии и астрофизики частиц». Однако ученые, включая автора работы, призывают к осторожности в интерпретации данных и подчеркивают необходимость дальнейших исследований для подтверждения открытия.

Согласно новому исследованию, обсерватория обнаружила в центре Млечного Пути гамма-излучение, которое может быть следствием аннигиляции гипотетических частиц темной материи, известных как слабовзаимодействующие массивные частицы (Вимпы). Эти частицы не входят в Стандартную модель физики элементарных частиц и практически не взаимодействуют с обычной материей. Считается, что при столкновении двух Вимпов они уничтожаются, высвобождая энергию в виде других частиц, включая фотоны гамма-излучения.

Данные, собранные телескопом «Ферми» за 15 лет наблюдений, показали наличие гамма-лучей в гало-подобной структуре в направлении центра нашей галактики. Форма и энергия этого излучения — 20 гигаэлектронвольт — соответствуют прогнозируемым параметрам от аннигиляции Вимпов. Тем не менее, ученые предупреждают, что для подтверждения сигнала необходимы независимые наблюдения не только в центре Млечного Пути, но и в других объектах или регионах со схожими свойствами.

Теоретический физик Шон Тулин из Йоркского университета в Торонто, комментируя исследование, отметил, что подобные заявления уже звучали ранее на основе данных телескопа «Ферми». Ярким примером является «избыток галактического центра» — источник необъяснимого гамма-излучения, обнаруженный в 2009 году. Природа этого явления до сих пор является предметом дискуссий: является ли оно следствием темной материи или же его источником служат более привычные астрономические объекты, такие как пульсары.

Тулин указал на ключевую сложность подобных исследований: для выявления сигнала темной материи необходимо точно смоделировать и вычесть фоновый шум, который создают все известные источники энергичных фотонов в Млечном Пути, включая его диск, центр, а также так называемые «пузыри Ферми». Если фоновое моделирование проведено некорректно, есть риск ошибочной интерпретации данных. Кроме того, сигнал сильно зависит от модели предполагаемой частицы темной материи — ее массы и фундаментальных свойств.

Несмотря на все предостережения, Шон Тулин признал, что если обнаруженный сигнал действительно окажется следом темной материи, это станет революционным открытием. Оно не только откроет новую эру в астрономических наблюдениях, но и позволит изучать эти частицы в экспериментах на подземных лабораториях и коллайдерах. Однако, по его словам, научное сообщество относится к подобным аномалиям сдержанно, так как многие из них со временем находят более традиционные объяснения.