Физици се усъмниха в съществуването на „лека“ тъмна материя
Последно: 19 юни 2024 г. в 10:26
Наблюденията на ядрата на далечни галактики, проведени с телескопа „Ферми“, са установили, че много свръхлеки форми на тъмна материя не съществуват в нашата Вселена, става ясно от статия, публикувана в сп. Physical Review Letters.
Тъмната материя е невидима субстанция, за чието наличие може да се съди само по гравитационното ѝ въздействие, тя не взаимодейства с електромагнитните вълни, тоест не изпуска, не поглъща и не отразява никакво лъчение.
На „обичайната“ материя се падат 4,9% от масата на Вселената, на тъмната материя – 26,8%, останалото принадлежи на тъмната енергия. Повечето физици днес смятат, че тъмната материя може да се състои от тежки слабо взаимодействащи частици – вимпове (Weakly Interacting Massive Particles — WIMP).
Тъй като вимповете не са открити досега, много учени са започнали да смятат, че всъщност тъмната материя може да има принципно различна природа – тя може да представлява своеобразна „течност“ или тежки, но силно взаимодействащи частици – симпове, или изключително леки частици – аксиони, които са няколкостотин хиляди пъти по-леки от електроните.
Мануел Майер (Manuel Meyer) от университета на Стокхолм (Швеция) и колегите му от колаборацията „Ферми“ са представили нови практически свидетелства, че аксионите не съществуват, като наблюдавали колебанията в спектъра на галактиките в продължение на шест години.
Както обясняват учените, аксионите, ако те наистина съществуват, трябва по особен начин да взаимодействат с фотоните, ако те преминават през силните магнитни полета, съществуващи в околностите на централните черни дупки в галактиките или край магнетари и други „намагнитени“ компактни обекти.
Тези взаимодействия трябва да оставят следи в спектъра на галактиките, като достатъчно забележимо понижават интензивността на изпусканите от тях гама-лъчи, а също да правят Вселената по-малко прозрачна поради това, че аксионите, взаимодействайки с частиците светлина на фоновото лъчение, ще пораждат двойки гама-фотони, „запушващи“ гама-лъчите от звезди, галактики и други обекти.
Колаборацията „Ферми“ се е опитала да намери следи от това гама-ехо тъмна материя, наблюдавайки купа Персей, голямо „семейство“ галактики в едноименното съзвездие, централен елемент на което се явява галактиката NGC1275.
Както показали наблюденията, в целия спектър на гама-лъчението няма никакви следи от това, че аксионите могат да влияят по някакъв начин на поведението на фотоните. Това означава, че аксионите или не съществуват, или че тяхната маса е значително по-голяма, отколкото се е смятало досега.
Вторият сценарий е слабо вероятен, но принципно е възможен – в такъв случай тъмната материя ще бъде само от аксиони, а не и от други частици. Проверката на тази теория изисква строителството и пускането на нови телескопи в Космоса, способни да работят на по-високи енергии от „Ферми“.
