В поиске тёмной материи в тёмном гало наметился прогресс

Поиск тёмной материи — архисложное дело. Но, пожалуй, сложнее всего оно реализуется там, где больше всего материи обычной, — в центре Галактики. Тут вся надежда только на сигналы от её распада из соседних с центром областей тёмного галактического гало...

Возьмём Млечный Путь. С 2009 года Дэн Хупер (Dan Hooper) и легионы его соратников из Национальной ускорительной лаборатории им. Энрико Ферми (США) и др. научных учреждений по всему миру сообщают нам, что гамма-телескопы регистрируют сигналы распада частиц тёмной материи (ТМ) с энергией от 30 до 40 ГэВ (скажем, 30–40 протонов)...

...И вот опять. «Чем больше мы их исследуем, тем сильнее они убеждают нас в том, что они и есть тёмная материя», — говорят астрофизики, выложившие на сайт arXiv.org очередную балладу на заданную тему.

Мы же, не принимая во внимание будущие возражения, скажем: центр Галактики — непростое место. Там много разных гамма-источников, природа которых не всегда понятна до тонкостей. Абсолютное большинство возражений тоже нетрудно предсказать: «Если вам нужно объяснить что-то по-настоящему странное в центре Млечного Пути, сделайте несколько магических пассов руками и заявите: миллисекундные пульсары», — печально констатирует сложность темы Даг Финкбайнер (Doug Finkbeiner) из Гарвардского университета (США), один из авторов рассматриваемой работы.

И, честно говоря, это очень сильное заклинание: у астрономов пока ещё нет чёткого понимания, как эти сверхбыстровращающиеся нейтронные звезды функционируют в деталях. Так что и порождаемое ими излучение, включая гамма-лучи, очень трудно отсеять от предполагаемой ТМ. Трудно, так сказать, отфильтровать чёрную кошку от другой чёрной кошки, особенно когда дело происходит в тёмной комнате, в которой и без того хватает чёрных кошачьих с разным количеством лап и хвостов.

Ну а Даг Финкбайнер с нескрываемым скепсисом относился к данным гамма-телескопа «Ферми», греша именно на миллисекундные пульсары.

Когда галактика формируется, возникшая масса материи начинает вращаться. По мере такого вращения большие галактики остывают и потихоньку становятся плоскими — как какая-нибудь пицца, только пошедшая волнами. Так они принимают форму, свойственную, к примеру, нашему спиральному Млечному Пути. Однако ТМ не может «стать плоской»: она просто не участвует в электромагнитном взаимодействии, что не даёт ей излучать энергию с потерей тепла. То есть она так и остаётся сферическим гало, окружающим галактику.

Следовательно, любой ТМ-сигнал должен приходить не только от плоскости галактики, но и от областей много выше и ниже её диска. Казалось бы, всё просто, вот только гамма-телескоп «Ферми» слегка расплывчато «видит» гамма-лучи в том диапазоне энергий, где наблюдается упомянутый распад. Поработав с физиками, г-н Финкбайнер нашёл метод, позволяющий сделать сигнал более ясным, — и в результате была получена очень чёткая карта, показывающая, что гамма-лучи от распада ТМ идут из областей, где никаких звёзд не и не видно.

«Это выглядит всё больше как ТМ и всё меньше как пульсары», — замечает учёный.

«В будущем мы сможем назвать этот момент точкой, в которой тёмная материя была открыта [посредством наблюдений]», — считает физик-теоретик Нил Вайнер (Neal Weiner) из Нью-Йоркского университета (США). Впрочем, в скептиках недостатка всё равно не будет, да и сам характер сигнала, признаётся учёный, может означать, что в диапазоне 30–40 ГэВ больше одной ТМ-частицы, что не упрощает картину...