space

История темной материи

Категория: Инфографика

Инновационное переосмысление рентгеновских сведений из галактического скопления поможет прояснить природу темной материи. Для этого использовали рентгеновскую обсерваторию Чандра, XMM-Newton и Хитоми.

Если их данные подтвердятся будущими наблюдениями, то мы сможем понять таинственное невидимое вещество, заполняющее 85% материи Вселенной.

Исследование началось в 2014 году, когда астрономы зафиксировали всплеск интенсивности при крайне специфической энергии в галактическом скоплении Персея. Эта эмиссионная линия обладает энергией 3.5 кэВ. Подобную интенсивность было сложно объяснить в рамках привычных объектов, поэтому и предложили существование темной материи. Позже исследовали 73 других галактических скоплений и выявили те же результаты. Через 2 недели другая команда ученых пришла к такому же выводу.

Но эти два результата оставались спорными: кто-то находил линию 3.5 кэВ, а другие – нет. Дискуссия прекратилась в 2016 году с появлением Хитоми, предназначенного для поиска подобных особенностей. Так вот этот телескоп не смог найти линию 3.5 кэВ в Персее. Но здесь история делает крутой поворот.

Некоторые ученые отметили, что изображение Хитоми было намного причудливее, чем показывала Чандра. Оказалось, данные Персея представлены смесью рентгеновских сигналов из двух источников: диффузная составляющая раскаленного газа, охватившая галактический центр, и рентгеновские лучи возле сверхмассивной черной дыры. При использовании Чандра удалось отделить эти источники и выявить избыток рентгеновского излучения при 3.5 кэВ.

Отсюда возникла необходимость объяснить такое поведение: обнаружение поглощения рентгеновский лучей при обзоре черной дыры и излучение лучей при той же энергии, но уже обзоре горячего газа.

Такое поведение знакомо ученым, изучающим звезды и газовые облака с помощью оптических телескопов. Звездный свет часто демонстрирует линии поглощения. Абсорбция удаляет атомы от низкого до высокого энергетического состояния. Атом быстро переходит к низкой энергии и выпускает свет. Если же следить только за облаком в направлении от звезды, то обнаружили б лишь флуоресцентный свет.

Исследователи считают, что частички темной материи могут вести себя как атомы с двумя энергетическими состояниями, разделенными 3.5 кэВ. Чтобы узнать новые детали, ученым придется и дальше наблюдать за скоплением Персея и подобными.

Поделиться с друзьями: