Тёмная материя, как известно, одна из главных загадок современной астрофизики: она как тот суслик из анекдота – её не видно, но она есть. Космологи показали ещё несколько десятков лет назад, что на невидимое вещество, взаимодействующее с обычной материей исключительно через гравитацию, приходится порядка 85% массы Вселенной. Но есть проблема: никто не знает, что вообще из себя представляет тёмная материя и из чего она состоит.
Ведущая гипотеза предполагает, что тёмная материя состоит из так называемых WIMP – слабо взаимодействующих массивных частиц. Их существование предсказывают некоторые физические теории; ничего, однако, неизвестно об их физических характеристиках, кроме того, что они обладают изрядной массой, но с обычной материей взаимодействуют очень слабо.

Изображение NASA/Wikipedia

Между тем, считается, что каждая или практически каждая галактика “окутана” облаком тёмной материи (или всё те же самых WIMP), способствующей сохранению её целостности. Предполагается также, что WIMP при столкновении друг с другом аннигилируют, производя совсем другие, более знакомые земной науке частицы. Гамма-лучи, например.

И вот тут теория внезапно находит практическое подтверждение: проанализировав данные, собранные орбитальной гамма-обсерваторией Fermi (принадлежит NASA), двое астрофизиков из Университета штата Калифорния в Ирвине – Кеворк Абазаджян и Манодж Каплингат – обнаружили “избыток” гамма-излучения, исходящего из центра нашей галактики. И хотя источниками этого излучения могут быть какие-то неизвестные до сих пор пульсары (центр Млечного пути – зона весьма густо населённая и крайне турбулентная), нашлись многочисленные косвенные подтверждения тому, что источником гамма-лучей может являться именно пресловутая тёмная материя.

Абазаджян и Манож проанализировали данные, собранные Fermi в период с августа 2008 по июнь 2012 в ходе наблюдения за относительно небольшим, 7° х 7° участком неба в окрестностях галактического центра. Сначала исследователи составили карту излучения в четырёх энергетических диапазонах на данном участке неба; затем сравнили её с теоретической картой, включающей 17 точечных источников гамма-излучения, фактически обнаруженных к настоящему времени телескопом Fermi, а также теоретическую модель рассеянного общегалактического фона и пространственно-униформного фона.

Центр нашей галактики кишит тёмной материей?
Орбитальный телескоп Fermi (NASA/Wikipedia)

Затем была построена вторая модель, учитывающая, во-первых, предполагаемое распределение тёмной материи в центре Галактики, а также гамма-излучение которое могли бы производить аннигилирующие WIMP.

Вторая модель совпала с фактическими результатами наблюдений гораздо лучше, чем первая, в которой фактор тёмной материи не учитывался.

До Абазаджяна и Каплингата предположения о том, что источником большой доли гамма-излучения в центре Галатики может быть тёмная материя, высказывали и другие астрофизики. Однако ранее сам Абазаджанян категорически возражал против подобной интерпретации полученных данных… До самого недавнего времени. Потому что по итогам анализа последних данных Абазаджян обнаружил совпадение целого ряда теоретически ожидаемых и фактически наблюдаемых показателураспределение энергии, пространственное распространение и интенсивность.

При этом Абазаджян указывает, что у этого гамма-излучения могут быть куда менее “экзотические” источники.

Другие теоретики тоже испытывают массу сомнений: в первую очередь потому, что выкладки Абазаджяна и Каплингата в значительной степени базируются на модели “рассеянного” фона, которая разрабатывалась с тем, чтобы описывать куда большую область вокруг галактического центра, нежели та, которую эти двое учёных рассматривали.

Как выразился Стефано Профумо, астрофизик-теоретик, работающий в Университете штата Калифорния в Санта-Крус, данная модель “совершенно слепа к деталям в центре Галактики”, так что её использование может приводить к ложным результатам.