Новый тип тёмной материи малой массы может быть причиной двух самых загадочных явлений в нашей галактике
Недавнее исследование, проведённое при участии испанских учёных, предложило инновационное объяснение загадочного явления, происходящего в центре нашей галактики. Аномальная ионизация водорода, которая обычно наблюдается в нейтральном состоянии и не может быть объяснена другими явлениями, такими как космические лучи, может быть вызвана особым типом тёмной материи низкой массы.
Исследование было проведено под руководством Педро Де ла Торре Луке, научного сотрудника Института теоретической физики (UAM-CSIC); Шьяма Баладжи из Королевского колледжа в Лондоне; и Джозефа Силка, почётного члена Нью-колледжа в Оксфорде, которого даже рассматривали в качестве кандидата на Нобелевскую премию.
В частности, исследователи предполагают, что эта ионизация могла возникнуть в результате аннигиляции тёмной материи с низкой массой, в частности, с массой ниже гигаэлектронвольта (ниже диапазона гигаэлектронвольт).
Рентгеновское излучение высокой энергии, испускаемое пульсаром в галактике Мессье 82, иллюстрирует тип экстремальных явлений, которые могут быть связаны с ионизацией водорода в центре нашей галактики.
Явление ионизации водорода в центре нашей галактики, в так называемой центральной молекулярной зоне Млечного Пути, озадачивало учёных на протяжении многих лет. В этой области в больших количествах содержится водород, который в норме должен быть в нейтральном состоянии. Однако учёные обнаружили, что этот водород находится в ионизированном состоянии в гораздо больших количествах, чем ожидалось: то есть его атомы потеряли электроны, что указывает на наличие постоянного источника энергии. Эту ионизацию нельзя объяснить обычными процессами, такими как воздействие космических лучей, что заставляет исследователей искать новые объяснения. Исследование приходит к выводу, что причиной может быть тёмная материя с низкой массой — загадочная форма материи, которую мы пока не можем наблюдать напрямую, с гораздо более низкой массой, чем принято считать.
В отличие от WIMP (слабо взаимодействующих массивных частиц), традиционных кандидатов на роль тёмной материи, в этом исследовании основное внимание уделяется тёмной материи с меньшей массой, в диапазоне мегаэлектронвольт (МэВ). Эта «тёмная материя с массой менее ГэВ» может испускать лёгкие частицы, такие как электроны и фотоны.
Таинственная связь с электрон-позитронной аннигиляцией в центре Галактики
Ещё одним интересным аспектом этого исследования является возможная связь с линией излучения с энергией 511 килоэлектронвольт (кэВ), связанной с аннигиляцией позитронов в центре галактики. Позитрон — это античастица электрона, и когда позитрон сталкивается с электроном, они аннигилируют, образуя два фотона, каждый из которых имеет энергию 511 кэВ. Эта линия похожа на специфическую «подпись», указывающую на присутствие позитронов в больших количествах.
Исследование предполагает, что та же тёмная материя низкой массы, которая может ионизировать водород в центральной молекулярной зоне, может также отвечать за образование пар электронов и позитронов, которые аннигилируют, образуя линию излучения 511 кэВ. Если тёмная материя низкой массы аннигилирует в центре галактики, она может образовывать электрон-позитронные пары. Затем эти позитроны аннигилируют с электронами, образуя характерную линию излучения 511 кэВ.
Эта загадка стала предметом споров в научном сообществе, и гипотеза о том, что оба наблюдения (ионизация водорода и линия излучения 511 кэВ) могут быть связаны между собой, добавляет новый уровень интереса к исследованию.
Спасибо за внимание, автор освещает все самые свежие новости космонавтики, астрономии и технологий
Ваша подписка и лайк будут очень приятным бонусом!
Спасибо :)
Более короткие и сжатые материалы главных новостей космонавтики технология и астрономии публикуются в канале ТГ https://t.me/SpaceNews_Russia
Источник: https://arxiv.org/html/2409.07515v1
