Търсенето на признаци на тъмна материя извън нейния гравитационен ефект е неуспешно – но този път е противоречиво.
Астрономите не са открили, че рентгеновото сияние е продукт на един конкретен кандидат за тъмна материя: стерилни неутрино.
Изследователите твърдят, че това е резултат, който хвърля малко сянка върху този кандидат като водещ претендент за тъмната материя, но не го отхвърля изцяло.
Тъмната материя е огромен стар въпрос. Въпреки че не можем да го открием директно, знаем, че той съществува, защото има наистина силно гравитационно въздействие върху материята, която виждаме.
Например материята по външните краища на галактиките се движи по-бързо, отколкото ако би била под гравитационното влияние само на видимата материя. А гравитационната леща – начинът, по който гравитацията огъва пътя на светлината – също е по-силна, отколкото очакваме. Въз основа на тези ефекти астрономите са изчислили, че 85 процента от материята във Вселената е тъмна материя.
Тъй като не можем да го намерим, не знаем какво е то. Има редица хипотетични кандидати и астрономите се опитват да намерят начини да ги открият.
Стерилното неутрино е хипотетична частица. Нормалните неутрино, най-разпространените частици във Вселената, са подобни на електроните, но нямат заряд и имат много малка маса, така че едва взаимодействат с нормалната материя. Физиците предполагат, че стерилното неутрино изобщо няма да взаимодейства с нормалната материя, освен гравитационно.
Но тези хипотетични неутрино също са нестабилни. Те трябва да се разпаднат до нормални неутрино и електромагнитно излъчване. И ако те се разпадат по този начин, тогава това лъчение трябва да бъде открито. Много слаб, но откриваем.
Както беше посочено в проучване от 2014 г., бяха открити слаби рентгенови лъчи от стерилен разпад на неутрино от далечни галактики, радиация, наречена линия 3,5 keV. Но последващи проучвания – едно през 2016 г. върху галактика-джудже на разстояние 260 000 светлинни години и друго през 2017 г. върху клъстер галактики на разстояние 240 милиона светлинни години – не успяха да потвърдят откритието.
Знаем, че Млечният път има значителен ореол на тъмната материя, така че ако стерилни неутрино се разпаднат в него, те трябва да бъдат открити около галактиката.
Екипът проведе мета-анализ на 20-годишни сурови архивирани рентгенови данни върху празното пространство около Млечния път, където други светещи обекти няма да пречат на търсенето на признаци на емисии от 3,5 KeV. Не намериха такъв.
„Тази статия от 2014 г. и последвалата работа потвърдиха, че сигналът генерира значителен интерес в общностите на астрофизиката и физиката на частиците поради възможността за първи път да научим какво точно е тъмната материя на микроскопско ниво“, каза физикът Бен Сафди от Университета в Мичиган.
“Нашите резултати не означават, че тъмната материя не е стерилно неутрино, но означава, че – противно на заявеното през 2014 г. – до момента няма експериментални доказателства, които да показват нейното съществуване.”
Изследването е публикувано в списание Science.
Източници: Снимка: Ореол от тъмна материя на галактиката Млечен път. Зосия Ростомян и Никълъс Род / лаборатория Бъркли; и Кристофър Десерт и Бенджамин Сафди / Мичигански университет
