https://naked-science.ru/article/astronomy/astronomy-vyyasnili-razmery-temnogo-galo-nashej-galaktiki
Сайт препринтов arXiv.org.
Элис Дисон (Alis Deason). Даремский университет
https://arxiv.org/abs/2002.09497
Глава 11-4-9
На окраинах Млечного Пути не нашли нестабильной темной материи
Март 2020
Длительные наблюдения за окраинами Млечного Пути заставили астрономов усомниться в популярной теории о том, что избыток рентгеновского излучения в свечении нашей Галактики стал результатом распадов частиц темной материи. Выводы ученых были опубликовал научный журнал Science.
Споры о природе темной матери ужесточились в 2009 году – после того, как орбитальный телескоп Fermi обнаружил, что центральная часть Млечного Пути вырабатывает заметно больше рентгеновского и гамма-излучения, чем предсказывают расчеты, которые основаны на плотности распределения звезд и активности в центре черной дыры.
Многие космологи-теоретики посчитали, что существование этого излучения указывает на то, что частицы темной материи нестабильны по своей природе. Чтобы проверить эти гипотезы, десятки научных групп начали наблюдать как за нашей Галактикой, так и другими близлежащими объектами, в том числе Туманностью Андромеды.
Как отмечает Бенджамин Сафди, доцент Мичиганского университета (США), и его коллеги, эти наблюдения привели к противоречивым результатам. С одной стороны, астрономы действительно нашли в соседних галактиках и далеких их скоплениях похожий избыток рентгеновского излучения.
С другой, обсерватория NuSTAR обнаружила свидетельства того, что это свечение внутри Млечного Пути появилось из-за огромного количества пульсаров и черных дыр в центре Галактики, а вовсе не из-за распадов невидимых частиц. Это породило массу новых споров о том, из-за чего появляется это излучение и как оно может быть связано с темной материей.
Исчезающая темная материя
Сафди и его коллеги попытались найти ответ на этот вопрос, опираясь на одно из предсказаний теоретиков. Оно заключается в том, что аксионы, одна из форм легкой темной материи, по своей природе нестабильны. Расчеты астрономов указывают, что эти частицы должны распадаться на нейтрино и частицы света, энергия которых будет составлять примерно 3,5 кэВ.
Авторы статьи придумали методику для того, чтобы искать подобные распады. Они воспользовались тем, что европейский орбитальный телескоп XMM-Newton периодически следил не за конкретными объектами в нашей Галактике или за ее пределами, а на относительно пустые участки неба на окраинах Млечного Пути.
В отличие от центра Галактики, в этих участках, как предположили астрофизики, не должно быть точечных источников рентгеновских волн. В итоге, если бы астрофизики нашли там рентгеновские фотоны с «нужной» энергией, это автоматически стало бы прямым свидетельством существования нестабильных аксионов.
Руководствуясь этой идеей, ученые проанализировали все данные, которые XMM-Newton собирал за последние два десятка лет работы. В результате ученые собрали огромный массив данных и провели рекордные по чувствительности поиски следов легкой темной материи.
Несмотря на это, астрономы не смогли найти никаких намеков на то, что подобные распады происходят даже с очень малой вероятностью. Как считают Сафди и его коллеги, это говорит о том, что нестабильных аксионов в той форме, о которой писали теоретики, в природе нет.
aboutspacejornal.net, 27 марта 2020
Журнал Science. 2020
Бенджамин Сафди, Мичиганский университет (США)
Глава 11-4-10
Дополнительное излучение в центре Галактики не связано с распадом темной материи
Август 2020
Более чем 10 лет назад физики обнаружили избыток высокоэнергетического излучения со стороны центра Млечного пути, наблюдая его при помощи космического гамма-телескопа Fermi («Ферми»). Они предположили, что это излучение может указывать на аннигиляцию частиц темной материи, однако в новом исследовании, опубликованном в журнале Physical Review D, команда ученых из Калифорнийского университета, США, исключает такую интерпретацию.
В новой работе ученые во главе с Геворком Абазаджяном (Kevork Abazajian), профессором физики и астрономии Калифорнийского университета, сообщают, что после обширного сопоставления данных наблюдений, проведенных при помощи спутника Fermi, с современными моделями частиц темной материи, которые могли бы вызвать рассеянное аннигиляционное излучение вблизи центра Галактики, подходящего кандидата на роль частицы темной материи в диапазоне масс от 10 до 1000 масс протона обнаружено не было. Поскольку этот диапазон масс для современных физиков является наиболее привлекательным при поисках кандидатов на роль частицы темной материи, то полученные ограничения являются весьма жесткими.