Млечный Путь

Астрономы сообщили о возможном первом в истории наблюдении темной материи — об этом сообщает Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. Исследование уже называют одним из самых захватывающих прорывов в современной астрофизике, хотя его результаты требуют подтверждения.

Как возникла загадка темной материи

Темная материя — невидимое вещество, которое, по оценкам, составляет более 85% всей материи во Вселенной. Она втягивает галактики в единые структуры, но никак не взаимодействует с обычной материей, кроме гравитации. Поэтому найти её напрямую считалось почти невозможным.

Астроном Томонори Тотани объясняет: обычной барионной материи слишком мало, чтобы удерживать галактики. Модели предполагают, что темная материя превосходит её в пять раз, создавая «каркас», вокруг которого формируются звезды и планеты.

Что именно нашли исследователи

Одна из ведущих теорий утверждает, что темная материя состоит из WIMP — слабо взаимодействующих массивных частиц. При столкновении они должны аннигилировать, создавая гамма-лучи. Астрономы десятилетиями пытаются поймать этот сигнал.

Команда проанализировала 15 лет данных космического гамма-телескопа Fermi NASA и обнаружила гало гамма-лучей у центра Млечного Пути.

По словам авторов работы:
Мы обнаружили гамма-лучи с энергией фотонов 20 гигаэлектронвольт, распространяющиеся в структуре, похожей на гало. Интенсивность излучения соответствует аннигиляции WIMP с массой примерно в 500 раз больше массы протона.

Скепсис и необходимость проверки

Не все коллеги разделяют восторг. Теоретик Кинва Ву заявила:
Нам нужны экстраординарные доказательства для экстраординарного заявления. Этот анализ пока не достиг такого статуса.

Тотани согласен, что результаты предварительные. Чтобы подтвердить открытие, необходимо найти аналогичную сигнатуру гамма-излучения в карликовых галактиках вокруг Млечного Пути. Это станет возможным, когда накопится больше данных.

До окончательных выводов ещё далеко. Но уже сейчас астрономы называют наблюдение одним из самых многообещающих за всё время поисков «призрачной» материи Вселенной.

Исследователи из Университета Джонса Хопкинса сообщили, что загадочное свечение гамма-лучей в центре Млечного Пути может оказаться ключом к разгадке природы тёмной материи.

Как уточняет публикация, это свечение десятилетиями ставило учёных в тупик — его происхождение остаётся неясным, но теперь у физиков появилось новое объяснение.

Учёные использовали данные космического гамма-телескопа «Ферми» для моделирования распределения тёмной материи в галактическом гало. Это первый случай, когда при расчётах учли историю формирования Млечного Пути с момента его зарождения. Симуляции показали совпадение между теоретическим распределением частиц и реально наблюдаемыми гамма-сигналами — что может указывать на участие тёмной материи.

Однако есть и альтернативная гипотеза: свечение может исходить от быстро вращающихся нейтронных звёзд — миллисекундных пульсаров. Если это так, то в галактике должно существовать гораздо больше таких объектов, чем предполагали ранее. Это заставляет пересматривать фундаментальные представления об эволюции звёзд.

Для проверки теорий учёные предложили серию экспериментов. Они намерены измерить уровни энергии гамма-излучения: если энергии окажутся высокими — виноваты пульсары, если низкими — источник, вероятно, тёмная материя. Дополнительно планируется построить карту распределения тёмной материи в карликовых галактиках, окружающих Млечный Путь, чтобы сравнить эти данные с будущими наблюдениями нового телескопа Cherenkov Telescope Array Observatory.

Окончательные результаты ожидаются к концу десятилетия. Если гипотеза подтвердится, человечество впервые сможет приблизиться к пониманию того, из чего состоит подавляющая часть Вселенной. Пока же тёмная материя остаётся самой упрямой загадкой космоса.

В самом сердце Млечного Пути происходит нечто необъяснимое, что может указывать на открытие новой формы тёмной материи. Исследователи из Королевского колледжа Лондона считают, что разгадка этих явлений находится совсем рядом.

В Центральной молекулярной зоне — области шириной от 650 до 1000 световых лет — зафиксированы две загадки: стремительная ионизация молекулярного водорода и загадочное рентгеновское излучение с энергией 511 кэВ. Обычные объяснения через сверхновые, космические лучи и активность чёрной дыры не выдерживают проверку — «цифры не сходятся».

Учёные выдвинули гипотезу: возможно, в центре галактики аннигилируют лёгкие частицы тёмной материи со своими античастицами, порождая электроны и позитроны. Эти частицы теряют энергию в плотном газе и вызывают аномальную ионизацию.

Моделирование показало, что такой процесс идеально объясняет как всплеск ионизации, так и фиксированное рентгеновское излучение. Причём распределение энергии удивительно равномерное, что не может объяснить ни чёрная дыра, ни сверхновые.

Если гипотеза подтвердится, это станет одним из крупнейших прорывов в космологии: впервые можно будет наблюдать следы тёмной материи не в лабораториях, а в самой структуре галактики.

Грядущее потрясение космического масштаба предсказали ученые из Уорикского университета — в самом сердце Галактики через миллиарды лет произойдет сверхновая, которая осветит небо ярче полной Луны, как передает Phys.org со ссылкой на исследование, опубликованное в Nature Astronomy.

Это первый подтверждённый случай подобной системы в Млечном Пути.

Открытие касается уникальной двойной звёздной системы, состоящей из двух белых карликов. Эти космические тела вращаются друг вокруг друга на невероятно близком расстоянии — всего 1/60 от дистанции Земля–Солнце, а полный оборот они совершают за 14 часов. С течением времени скорость их сближения ускорится, и в финальной стадии звезды будут вращаться с периодом всего 30–40 секунд.

Через 23 миллиарда лет произойдёт их слияние, которое приведёт к мощному взрыву типа Ia — редчайшему и чрезвычайно яркому космическому событию. Такая вспышка считается эталоном стабильности в яркости и используется астрономами как «космический маяк» для измерения расстояний в глубинах Вселенной.

Общая масса звёзд составляет 1,56 массы Солнца — это делает их идеальной лабораторией для наблюдений и изучения механизмов возникновения сверхновых. «Это невероятно ценная находка. Она дает нам уникальный шанс понять, как эволюционируют звезды перед грандиозным взрывом», — отметил руководитель исследования Джеймс Мандей.

Несмотря на масштаб грядущего взрыва, он не представляет опасности для Земли. Расстояние до системы — 150 световых лет, а сам катаклизм случится спустя миллиарды лет, когда, вероятнее всего, наша планета уже исчезнет под натиском расширяющегося Солнца, превратившегося в красного гиганта.