Благодаря данным, полученным в ходе эксперимента по картографированию южного полушария неба для изучения инфляции Вселенной Dark Energy Survey, в феврале 2015 года ученые обнаружили девять карликовых галактик на орбите Млечного пути. Одна их них, получившая название Reticulum 2, находится примерно в 98 тысячах световых лет от Солнца. Проанализировав открытые данные наблюдений обсерватории Ферми, физики из США и Великобритании пришли к выводу, что она излучает в гамма-диапазоне. Источник высокоэнергетического излучения определить не удается. Согласно некоторым моделям, гамма-лучи могут свидетельствовать о наличии темной материи в центре этой галактики.

«Со стороны этой карликовой галактики что-то производит излучение в рентгеновском диапазоне». – поясняет Алекс Геринжер-Самет, научный сотрудник департамента физики Университета Карнеги-Меллона. – «Поскольку обычных причин для появления гамма-лучей в это галактике нет, их источником потенциально может быть темная материя».

Никто не знает, какова природа темной материи, хотя она составляет примерно 80% от массы всей материи во Вселенной. Предполагается, что это какое-то вещество, не участвующее в электромагнитном взаимодействии и потому остающееся невидимым. Обнаружить темную материю удается по наблюдаемым искажениям гравитационного поля. Ее присутствие объясняет вращение галактик и галактических скоплений вокруг собственных центров, а также флуктуации в микроволновом фоновом излучении. К сожалению, гравитационный метод обнаружения не дает практически никакой информации о темной материи, не считая данных о ее распределении в пространстве. Если удастся найти негравитационные проявления темной материи, ученые сделают большой шаг вперед в понимании ее природы.

Согласно наиболее распространенной теории, темная материя состоит из вимпов (WIMP) – слабовзаимодействующих частиц. При столкновении два вимпа должны аннигилировать, выделяя гамма-излучение. Если гипотеза верна, то плотные скопления темной энергии – например, в центрах галактик – должны активно излучать энергию в гамма-диапазоне. В центрах обычных галактик находится много пульсаров и черных дыр, которые сами по себе являются мощными источниками такого же излучения, поэтому как-то выделить из фона излучение, порожденное вимпами, просто невозможно.

В карликовых галактиках отсутствуют посторонние источники гамма-лучей. Ученые долгое время искали это излучение на снимках карликовых галактик, сделанных космической гамма-обсерваторией Ферми, однако обычно фотографии были чистыми. В последние годы астрономы-авторы исследования разработали методику обнаружения слабых следов гамма-излучения, источником которого может быть аннигиляция вимпов. Поскольку эта методика работает для относительно близких объектов, проверить ее удалось сейчас, благодаря открытию карликовой галактики Reticulum 2. Результат оправдал ожидания ученых. «Там наблюдается избыток гамма-излучения, если сравнивать с окружающими областями пространства». – говорит Геринжер-Самет. – «Известные процессы, приводящие к образованию гамма-излучения в этом регионе, избыток гамма-излучения они не объясняют – если мы правильно их оцениваем».

Возможно, в ходе дальнейшего изучения Reticulum 2, в этой карликовой галактике удастся найти дополнительные источники гамма-излучения, однако пока ученые настроены умеренно оптимистично.

Ссылка: phys.org

Обсудить