Тёмная материя состоит минимум из двух типов частиц с разным поведением в зависимости от космической среды — физики Fermilab

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Ученые-теоретики из Национальной ускорительной лаборатории Ферми (Fermilab) выдвинули новую научную гипотезу, согласно которой темная материя состоит не из одной фундаментальной частицы, а минимум из 2-х различных компонентов с небольшой разницей масс. Авторы концепцим Ашер Берлин и его коллеги, опубликовали в научном издании Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP) статью, которая направлена на разрешение расхождений в астрофизических наблюдениях за гамма-излучением в разных участках Вселенной и дает объяснение, почему признаки аннигиляции темной материи фиксируются в ядре Млечного Пути, но отсутствуют в карликовых галактиках.

Иллюстрация темной материи во Вселенной.
Иллюстрация темной материи во Вселенной.
Автор: RubinObs/NOIRLab Источник: commons.wikimedia.org

Традиционные методы поиска невидимой массы Вселенной строились на предположении, что она состоит из частиц одного типа, поведение которых одинаково в любых условиях. Ожидалось, что при столкновении и аннигиляции таких частиц должно выделяться гамма-излучение. Подобный избыток гамма-фотонов уже длительное время фиксируется космическим телескопом NASA «Fermi» в центральной части Галактики. Однако подобные сигналы не обнаруживаются в карликовых галактиках, которые также обладают высокой плотностью темной материи. Ранее это несоответствие ставило под сомнение гипотезу о том, что излучение связано именно со скрытой массой.

В новой работе физики Ашер Берлин, Джошуа Фостер, Дэн Хупер и Гордан Крньяич представили иной подход. Они разработали модель, в которой темная материя описывается не одной частицей, а двумя тесно связанными состояниями: более легким и немного более тяжелым. Чтобы произошла аннигиляция с последующим выбросом гамма-квантов, частицы в легком состоянии должны обладать достаточной кинетической энергией для перехода в тяжелую форму перед взаимодействием.

На данном изображении представлена детальная визуализация распределения темной материи в массивном галактическом скоплении CL0053-37. Карта, обозначенная черными контурами, была реконструирована астрономами благодаря анализу эффекта слабого гравитационного линзирования. Исходные данные для этого исследования были получены с помощью широкоугольной камеры WFI (Wide Field Imager).
На данном изображении представлена детальная визуализация распределения темной материи в массивном галактическом скоплении CL0053-37. Карта, обозначенная черными контурами, была реконструирована астрономами благодаря анализу эффекта слабого гравитационного линзирования. Исходные данные для этого исследования были получены с помощью широкоугольной камеры WFI (Wide Field Imager).
Автор: ESO Источник: commons.wikimedia.org

Такой механизм напрямую зависит от космической среды. В крупных звездных системах, сопоставимых по массе с Млечным Путем, частицы перемещаются с высокими скоростями. Это дает им необходимую энергию для изменения состояния и последующей аннигиляции. В небольших карликовых галактиках кинетическая энергия частиц значительно ниже. В результате они движутся медленнее, не могут перейти в тяжелое состояние, и процесс выработки гамма-излучения практически полностью останавливается.

Предложенная физиками-теоретиками концепция показывает, что отсутствие ожидаемого отклика в одних регионах космоса не является доказательством ошибочности наблюдений в других. Разница в физическом поведении обусловлена исключительно локальными характеристиками окружающей среды и скоростями частиц в различных гравитационных системах. Гипотеза с двумя компонентами переосмысливает текущие методы идентификации скрытой массы. В будущих наблюдательных программах астрофизикам потребуется учитывать динамику компонентов темной материи и параметры конкретных скоплений, вместо поиска унифицированных маркеров по всей Вселенной.

Источник: phys.org

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

1 комментарий

Arthurka2
Это сетка из чередующихся очень маленьких черных и белых дыр через которые можгут пролезть только фотоны и электроны

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Обзор кабеля Ugreen L541 с дисплеем: Разбор точности показаний, работы PD 3.1 и реальной скорости передачи данных

Ugreen L541 выглядит как классический «умный» кабель USB-C — USB-C длиной 1 м. На одном штекере у него встроенный дисплей, который показывает мощность, напряжение и ток в реальном...

За что в СССР ценили радиоприёмник «Геолог»

В 1971 году на полках советских магазинов появился радиоприёмник, которому суждено было стать верным спутником путешественников, геологов и туристов. Его брали туда, где не было розеток, где дождь...

Почему в СССР все хотели часы Montana с 16 мелодиями, хотя делали их вовсе не в США

В конце 1980-х годов электронные часы Montana можно было узнать с первого взгляда. Металлический браслет, характерный корпус, цветные полоски вокруг дисплея и надпись «16 Melody». Особенно...

Главная проблема зеленой энергетики — это... пузырьки газа: как ученые перехитрили физику электролиза

Производство экологически чистого водорода с помощью электролиза воды — один из базовых процессов современной энергетики. Устройство электролизера принципиально простое: в емкость с...

«ВАЗ-2115: как появилась „пятнашка“ и чем она живёт спустя четверть века»

ВАЗ-2115 появилась в продаже в 1997 году и выпускалась до конца 2012-го. За это время менялись двигатели, оснащение и требования покупателей, но сама машина оставалась узнаваемой. Узкие фары,...

В бирманском янтаре нашли самое длинное перо динозавра. Оно объяснило, почему ящеры с крыльями не могли летать

Способность современных птиц летать напрямую зависит от того, как устроены их перья на микроскопическом уровне. Во время взмаха крыло испытывает сильное сопротивление воздуха, поэтому каждое...