Телескоп Fermi обнаружил избыточное гамма-излучение в центре Галактики

Новые исследования гамма-лучей, исходящих из центра нашей галактики, подтверждают, что источником какой-то части этого излучения может быть темная материя – неизвестная субстанция, которая, по мнению ученых, составляет большую часть Вселенной.

Используя данные космического гамма-телескопа Fermi, независимые ученые, - сотрудники лаборатории Fermilab, Гарвард-Смитсоновского Центра Астрофизики (CfA), Массачусетского Института Технологий (MIT) и Университета Чикаго разработали новые карты. Которые показывают, что из центра галактики исходит больше высоко энергетически заряженных гамма-лучей, чем можно было бы объяснить известными источниками, и что это «дополнительное» излучение согласуется с некоторыми формами темной материи.

В центре галактики находится множество источников гамма-лучей, начинай с взаимодействующих двойных систем и отдельных пульсаров, и заканчивая останками сверхновых и частицами, которые сталкиваются с межзвездным газом. Там же, по мнению астрономов, находится основное скопление темной материи галактики, которая воздействует на нормальную материю и излучение своей гравитацией. Большие количества темной материи притягивают нормальную материю, формируя основу, на которой строятся видимые структуры, такие, как галактики.

Никто не знает истинной природы темной материи, однако основными претендентами на ее составляющие являются WIMP (Weakly Interacting Massive Particles/Слабо взаимодействующие массивные частицы). Существуют теории о различных типах WIMP, - некоторые из них взаимно подавляют и даже уничтожают друг друга во время столкновений, в результате порождая промежуточную, быстро распадающуюся частицу. В любом случае, конечным итогом этого взаимодействия является производство гамма-лучей, для обнаружения которых и создан телескоп Fermi.

Когда астрономы тщательно отделяют все известные источники гамма-лучей, исходящих из центра галактики, анализируя данные телескопа, остается еще какая-то часть излучения. Больше всего этот «избыток» заметен в данных излучения с энергией от 1 до 3 миллиардов электронвольт (GeV), он распространяется как минимум на 5 000 световых лет от центра галактики.

Группа ученых пришла к выводу, что аннигиляции частиц темной материи с массой от 31 до 40 GeV вполне могут быть источником этого «избыточного» гамма-излучения по своему спектру гамма-излучения, его симметричному распространению вокруг центра галактики, и его общей яркости. Это исследование было опубликовано в издании Physical Review D.