Учёные из Университета Джонса Хопкинса (США) выявили потенциальную подсказку к пониманию природы тёмной материи — загадочное диффузное свечение гамма-излучения в центральной области Млечного Пути. Этот феномен, чья природа остаётся необъяснённой, десятилетиями ставит исследователей в затруднительное положение: его причиной могут быть либо аннигиляция частиц тёмной материи, либо излучение стремительно вращающихся нейтронных звёзд. Обе версии имеют равные шансы на подтверждение, что создаёт серьёзную научную дилемму.
Гамма-свечение в центре Млечного Пути. Источник изображения: NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration
Специалисты применили архивные наблюдения гамма-телескопа «Ферми», уже завершившего работу, чтобы смоделировать распределение тёмной материи в галактическом гало — впервые с учётом эволюции Млечного Пути после первых миллиардов лет его развития. На протяжении последующих эпох в галактику проникали и покидали её разнообразные объекты, в том числе карликовые галактики с собственными ореолами тёмной материи. Компьютерное моделирование продемонстрировало вероятную структуру распределения тёмной материи, которая совпала с реальными космическими сигналами.
Сложность заключается в том, что аналогичное диффузное гамма-излучение может генерироваться миллисекундными пульсарами — сверхплотными остатками погибших звёзд. Однако если эта версия верна, то количество таких пульсаров в нашей галактике и во Вселенной значительно превышает прогнозы современных теорий звёздной эволюции. Таким образом, текущее исследование пока не даёт однозначного ответа о природе загадочного гамма-свечения в галактическом центре. Тем не менее, новые доказательства в поддержку одной из гипотез могут стать решающим шагом в раскрытии секретов тёмной материи.
В рамках исследования запланирована серия опытов по точному измерению энергетических спектров рассеянного гамма-излучения: повышенные энергетические показатели будут свидетельствовать о пульсарах, а пониженные — о присутствии тёмной материи. Также намечены исследования по моделированию пространственного расположения тёмной материи в карликовых галактиках-спутниках нашей Галактики для дальнейшего сопоставления с информацией, которую планируется собрать после ввода в эксплуатацию новой наземной обсерватории Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO), чей запуск намечен на завершение текущего десятилетия. Разработанная программа экспериментов и смоделированная карта распространения тёмной материи в карликовых галактиках и галактическом центре позволят наконец-то раскрыть природу тёмной материи — какой бы она ни оказалась в реальности.
