Американські фізики-теоретики Ден Хупер (Dan Hooper) і Тім Лінден (Tim Linden) з Національної прискорювальної лабораторії ім. Фермі показали, що темна матерія може зв'язати між собою несподівані сигнали космічної обсерваторії "Фермі" і супутника WMAP.

Мова йде про виявлені космічними апаратами виділених компонентах гамма-випромінювання і мікрохвильового випромінювання, локалізованих в центральній області Чумацького Шляху.

Той компонент, який знайшовся в даних "Фермі", ми вже обговорювали в 2009-му. Помічений телескопом потік гамма-променів сконцентрований в радіусі ~ 0,5 ˚ від центру Галактики, а спектр цього випромінювання має чіткий пік в області 2-4 ГеВ. Хоча за появу такого компонента можуть відповідати якісь «звичайні» астрофізичні джерела (незареєстрована популяція мілісекунд пульсарів), представити його як результат анігіляції частинок темної матерії, вімпів, набагато простіше. Частинки повинні мати масу 7,3-9,2 ГеВ і анігілювати з утворенням тау-лептонів τ + τ-або, можливо, інших лептонів.

Якщо спостережуваний гамма-сигнал справді пов'язаний з анігіляцією вімпів, то у внутрішню область Галактики повинні надходити енергетичні електрони і позитрони. Вони будуть втрачати енергію в результаті зворотного комптонівського розсіювання, а також при випущенні синхротронного і гальмівного випромінювання. При цьому гігаелектронвольтовие електрони й позитрони, що рухаються в магнітному полі з індукцією в 10-100 мкГс, дають синхротронне випромінювання на гігагерцевим частотах, що потрапляють в область спостереження тих апаратів, які зайняті вивченням космічного мікрохвильового фонового випромінювання.

WMAP відноситься саме до таких супутників, і йому, що цікаво, вдалося зареєструвати деяке перевищення потоку мікрохвильового випромінювання в радіусі 20 ˚ від центру Чумацького Шляху. Стандартні астрофізичні пояснення цього ефекту не надто переконливі, а тому частина вчених і вважає його проявом анігіляції вімпів.

Пани Хупер і Лінден спробували об'єднати теоретичні моделі даних "Фермі" і WMAP. Оскільки маса вімпів, їх розподіл у просторі, а також перетин і вид анігіляції досить чітко визначаються за інтенсивністю та спектральним характеристикам гамма-сигналу, властивості «синхротронного» сигналу можна передбачити і порівняти з спостерігаються.

За твердженням авторів, схема анігілюють вімпів добре підходить в обох випадках. Погодити дані "Фермі" і WMAP буде легше, якщо «розв'язати» частинкам темної матерії анігілювати з утворенням тау-лептонів, мюонів μ + μ-або електронів e + e-. Якщо обмежитися тау-лептона, завдання не стане нерозв'язною, але доведеться припустити, що в області сигналу WMAP існує відносноїсильне магнітне поле.

Найсерйознішою проблемою гіпотези Хупера і Ліндена можна вважати те, що вона сформульована для легких вімпів зі згаданою вище масою в 7,3-9,2 ГеВ. Такі значення відповідають заявам колаборацій DAMA / LIBRA і CoGeNT, нібито виявили частинки темної матерії, але ці результати, як «КЛ» нещодавно розповідала, не підтверджуються в інших аналогічних експериментах. Проти легких вімпів свідчать і дані з японського нейтринного детектора Super-Kamiokande, опубліковані три тижні тому. Зв'язок тут така: захоплення вімпів, які мають пропоновані DAMA / LIBRA і CoGeNT характеристики, Сонцем і їх подальша анігіляція в обсязі зірки повинні давати нейтрино сигнали в гігаелектронвольтовом діапазоні, але нічого підходящого Super-Kamiokande не бачить.

«Ми і не називаємо свою роботу надійним доказом існування темної матерії, – відповідає на критику Ден Хупер. – Просто ця зв'язка ["Фермі", WMAP, CoGeNT, DAMA / LIBRA] сигналів здається мені найбільш переконливою з усіх ».

За матеріалами: Physicsworld.Com

Tweet

Заможні регіони: Для чого насправді Потрібні вибори?