Тъмната материя: Електромагнитните сигнали не дават доказателствата, на които физиците се надяваха

Американски изследователи казват, че тъмната материя не е причина за мистериозните електромагнитни сигнали, наблюдавани от близките галактики.

Имаше големи надежди, че тези сигнали ще предоставят твърди доказателства, които да помогнат за идентифицирането на тъмната материя, но новото изследване на екип от Университета на Мичиган (UM), Националната лаборатория на Лорънс Беркли и Калифорнийския университет в Бъркли, показва друго.

Тъмната материя не може да бъде наблюдавана директно, защото тя не поглъща, не отразява и не излъчва светлина, но се знае, че тя съществува поради ефекта, който има върху другата материя.

Физиците предполагат, че тъмната материя е тясно свързана с „братовчед“ на неутрино, наречен „стерилно“ неутрино.

Неутрино – субатомни частици без заряд и които рядко взаимодействат с материята – се отделят по време на ядрените реакции вътре в Слънцето. Те имат малка маса, но това не може да се обясни със Стандартния модел на физиката на частиците.

Физиците предполагат, че „стерилното“ неутрино, хипотетична частица, би могло да отчита тази маса и да е тъмна материя.

Изследователите трябва да могат да открият „стерилното“ неутрино, тъй като то е много нестабилно и се разпада на обикновено неутрино и електромагнитно излъчване, казва Бен Сафди, съавтор на изследването, публикувано на сървъра за предпечатни издания arXiv.

За да открият тъмната материя, физиците сканират галактики, за да търсят това електромагнитно излъчване под формата на рентгенова емисия. През 2014 г. изследователите откриха рентгенова емисия от близките галактики и галактически клъстери, които, казва Сафди, изглеждат съвместими с тези, които биха възникнали при разпадане на „стерилно“ неутрино тъмна материя.

Но сега, той и неговите колеги казват, че техният мета-анализ на сурови данни, взети от космическия рентгенов телескоп XMM-Newton на обекти в Млечния път за 20 години, не открива доказателства, че „стерилното“ неутрино е това, което съдържа тъмната материя.

„Досега сигналът предизвикваше значителен интерес в астрофизичните общности и физиците изучаващи частиците, поради възможността да разберат за първи път точно какво е тъмната материя на микро ниво “, казва Сафди.

„Нашето откритие не означава, че тъмната материя не е „стерилно“ неутрино, но означава, че – противно на твърденията през 2014 г. – досега няма експериментални доказателства, които да сочат съществуването му“.

Ловците на тъмна материя търсят слабо електромагнитно излъчване под формата на рентгенови сигнали. Анализ от 2014 г. нарече рентгеновата емисия „линия 3,5 kеV“ (keV – кило-електронноволта), защото сигналът се появи на рентгеновите детектори.

В новата работа изследователският екип разглежда данни от „най-мрачната“ част на Млечния път, за които Сафди казва, че значително подобрява чувствителността на предишните анализи.

Съавторът на изследването Кристофър Дезерт, също от UM, казва, че галактическите клъстери, при които е наблюдавана линията от 3,5 kеV, имат големи фонови сигнали, които предизвикват шум при наблюденията и могат да затруднят точното определяне на специфични сигнали, които могат да бъдат свързани с тъмна материя.

„Причината, поради която разглеждаме галактическия ореол на тъмната материя на нашата галактика Млечен път, е, че фонът е много по-нисък“, казва Дезерт.

Най-малко, според изследователите, е, че ако „стерилните“ неутрино са тъмна материя и ако разпадът им доведе до излъчване на линия от 3,5 kеV, те би трябвало да открият тази линия в своя анализ. Но те не са намерили доказателства за „стерилна“ неутрино тъмна материя.