Что-то светится в галактическом ядре, и мы можем быть ближе к разгадке тайны

Что-то глубоко в сердце галактики Млечный Путь светится гамма-излучением, и никто не может точно определить, что это может быть.

Столкновение темной материи было предложено, исключено, а затем предварительно пересмотрено.

Плотные, быстро вращающиеся объекты, называемые пульсарами, также рассматривались в качестве источников высокоэнергетического излучения, но затем были отвергнуты как слишком малочисленные для того, чтобы сходились суммы.

Исследование, проведенное учеными из Австралии, Новой Зеландии и Японии, может вдохнуть новую жизнь в объяснение пульсаров, показав, как можно выжать немного серьезного интенсивного солнечного света из популяции вращающихся звезд, не нарушая никаких правил.

Гамма-излучение - это не совсем обычный оттенок солнечного света. Для его производства требуются некоторые из самых энергичных процессов во Вселенной. Речь идет о столкновении черных дыр, разгоне материи до скорости света, соединении антиматерии с материей.

Разумеется, центр Млечного Пути обладает всем этим в избытке. Поэтому, когда мы смотрим на небо и рассматриваем все эти столкновения материи, спиральные черные дыры, пульсары и другие астрофизические процессы, мы ожидаем увидеть здоровое гамма-свечение.

Но когда десять лет назад исследователи с помощью телескопа НАСА "Ферми" измерили интенсивное сияние в сердце нашей галактики, они обнаружили, что этого высокоэнергетического света больше, чем они могли объяснить: это явление известно как избыток галактического центра.

Одна из интересных возможностей связана с невидимыми кусочками материи, сталкивающимися друг с другом в ночи. Эти слабо взаимодействующие массивные частицы - гипотетическая категория темной материи, обычно называемая WIMPs, - при столкновении отменяют друг друга, не оставляя ничего, кроме излучения, чтобы обозначить свое присутствие.

Это забавное объяснение, но оно также не требует доказательств.

"Природа темной материи совершенно неизвестна, поэтому любые потенциальные подсказки вызывают большой интерес", - говорит астрофизик Роланд Крокер из Австралийского национального университета.

"Но наши результаты указывают на другой важный источник производства гамма-лучей".

Этот источник - миллисекундный пульсар.

Чтобы его создать, нужно взять звезду гораздо больше нашей и дать ее огню угаснуть. В итоге она превратится в плотный шар шириной не больше города, где атомы настолько плотно прилегают друг к другу, что многие протоны медленно превращаются в нейтроны.

Этот процесс порождает сверхсильные магнитные поля, которые направляют входящие частицы в быстротекущие потоки, светящиеся излучением.

Поскольку объект вращается, эти потоки вращаются вокруг полюсов звезды, как самые большие маяки во Вселенной, поэтому кажется, что звезда пульсирует энергией. Пульсирующие звезды, вращающиеся сотни раз в секунду, известны как миллисекундные пульсары, и мы многое знаем об условиях, в которых они могли образоваться.

"Ученые ранее обнаружили гамма-излучение от отдельных миллисекундных пульсаров в окрестностях Солнечной системы, поэтому мы знаем, что эти объекты испускают гамма-лучи, - говорит Крокер.

Однако для того, чтобы излучать их, им необходимо большое количество массы, которой они могли бы питаться. Большинство пульсарных систем в центре Млечного Пути считаются слишком маленькими, чтобы излучать что-то более энергичное, чем рентгеновские лучи.

Однако это не всегда так, особенно если мертвые звезды, из которых они возникли, относятся к определенному типу сверхмассивных белых карликов.

По словам Крокера, если достаточное количество этих тяжеловесов превратится в пульсары и удержит своих партнеров по бинарному циклу, они обеспечат как раз то количество гамма-излучения, которое соответствует наблюдениям.

"Наша модель показывает, что интегрированное излучение целой популяции таких звезд, численностью около 100 000, дало бы сигнал, полностью совместимый с превышением галактического центра", - говорит Крокер.

Будучи чисто теоретической моделью, эта идея сейчас нуждается в щедрой дозе эмпирических доказательств. Однако, в отличие от предположений, основанных на темной материи, мы уже точно знаем, что искать".

Это исследование было опубликовано в журнале Nature Astronomy.