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 флагманского робота пылесоса Ecovacs Deebot T90 Pro Omni с подвижным валиком для влажной уборки

Отмыть полы без разводов и собрать пыль поможет новая флагманская модель робота-пылесоса Ecovacs Deebot T90 Pro Omni с подвижной системой влажной уборки и силой всасывания до 30 000 Па. Для робота...

Музыка «Битлз» из параллельных вселенных: десятки альбомов великой Четвёрки, которые вы до сих пор не слышали

Музыканты всего мира пытались себе представить: а как звучала бы музыка Битлз, если бы группа не распалась так рано и создала ещё много прекрасных альбомов. И вот что они они насочиняли

✦ ИИ  Воронка найма в hh.ru: отклик уже просмотрен. Почему кандидат не дошёл до собеседования?

Воронка найма в hh.ru: почему просмотр резюме не означает контакт с кандидатом, как проверить время ответа и найти паузы до собеседования.

✦ ИИ  Железо кофейни-островка: кофемашина, кофемолка, вода и касса по ценам открытого каталога

Сколько стоит открыть кафе, обычно считают от аренды и ремонта, а оборудование идёт одной строкой «от 500 тысяч». Мне захотелось разложить эту строку на части для самого простого...

✦ ИИ  Бизнес в регионы: разбор, почему городу на 300 тысяч хватает одного подрядчика на смены, а миллионнику трёх

Бизнес в регионы через закон масштабирования городов: считаю спрос на смены по формуле N^1,12, расстояния до объектов и проверяю квоту 3/2/1.

Зачем телевизорам раньше были нужны антенны с усами и почему от них отказались

Когда старый телевизор начинал показывать рябь, кто-нибудь обязательно подходил к нему и начинал двигать металлические усы. Их разводили в стороны, наклоняли, вытягивали подлиннее, а иногда даже...