За прошедший год только в архив электронных препринтов arXiv.org было выложено почти 12 тысяч научных статей по астрономической тематике, то есть ученые писали по несколько десятков статей ежедневно. «Лента.ру» начинает регулярный обзор свежих и интересных астрономических препринтов. Главная его цель — без претензии на объективность показать читателям, что происходит в науке прямо сейчас.
«Пузыри Ферми» и темная материя
Американские физики заявили о том, что рентгеновское свечение так называемых «Пузырей Ферми», вопреки наиболее распространенной среди ученых версии, может объясняться не только рассеянием света Галактики на входящих в их состав быстрых частицах. Оказалось, что свет от «нижней» части этих пузырей имеет другие спектральные характеристики и соответствует скорее процессу аннигиляции неких тяжелых частиц, которые, возможно, и составляют загадочную темную материю.
«Гигантские пузыри Ферми» были открыты два года назад с помощью космического рентгеновского телескопа имени Энрико Ферми — свое название они также получили в честь знаменитого итальяно-американского физика. Пузыри представляют собой две области слабого рентгеновского свечения, лежащие над плоскостью нашей Галактики и имеющие форму надутых воздушных шаров. Размеры каждой из них оценивают в 25 тысяч световых лет.
Изучению «пузырей Ферми» посвящены уже десятки опубликованных научных работ. В целом астрономы считают их результатом потока плазмы, идущего из центральной области нашей Галактики. Рентгеновское же свечение «пузырей» определяется рассеянием «межзвездных» фотонов на высокоэнергетичных частицах (электронах, протонах), из которых эти «пузыри» состоят. Такая гипотеза подтверждалась и видом соответствующего рентгеновского спектра. Во всяком случае так можно было объяснить большую часть излучения поверхности пузырей.
Теперь же американские физики — авторы последней работы — установили (на основании наблюдений все на том же телескопе имени Ферми), что свечение «основания» пузырей — более близкой к диску Галактики области — имеет несколько другие спектральные характеристики. Причем такие, как если бы их спектр обуславливался постоянной аннигиляцией невидимых, в 10-50 раз более массивных, чем протоны, частиц. Таким образом, речь идет об экспериментальном подтверждении возможного существования тяжелых частиц неизвестного нам ранее типа.
Но где имеются тяжелые частицы, там должна быть и дополнительная масса. А раз они никак себя больше не проявляют, то в других областях Галактики они должны быть «темными», что автоматически делает их кандидатами в частицы загадочной темной материи — невидимой массы неизвестной природы, существование которой приходится постулировать для того, чтобы объяснить особенности движения звезд в Галактике. Впрочем, гипотеза о существовании темной материи полезна не только для физики галактик, но и для космологии в целом.
Таким образом, возможно, что американские физики обнаружили, пусть и косвенно, частицы, которые и составляют темную материю. А это можно считать очень значительным астрофизическим результатом. Впрочем, авторы не настаивают на том, что наличие загадочных частиц — единственный способ объяснить результаты их наблюдений. Они предлагают и другое объяснение наблюдаемой особенности спектра «пузырей Ферми»: наличие большого количества миллисекундных пульсаров в этой области Галактики. Эти объекты — компактные нейтронные звезды, образовавшиеся во время вспышек сверхновых. Обладая сильными магнитными и электрическими полями на поверхности, они являются источником ветра из релятивистских частиц, которые и «портят», пусть и слабо, спектр излучения «пузырей».
Однако эта гипотеза нуждается в дополнительном объяснении того, откуда в центральной области Галактики могло взяться столь большое количество действующих миллисекундных пульсаров. Простым-то пульсаром становится далеко не каждая нейтронная звезда, а миллисекундные пульсары еще более редки — они чаще всего получаются из объектов, родившихся не изолированно, а в двойной системе. Надо сказать, что американские физики не вдаются в подробности этой гипотезы. И их можно понять: возможное обнаружение следов частиц темной материи является куда более заманчивой перспективой, чем «прозаичные» нейтронные звезды. LENTA.RU
Комментариев нет:
Отправить комментарий