Първите наблюдения на китайската орбитална обсерватория DAMPE, предназначени да търсят тъмна материя, говорят в полза на факта, че тъмната материя всъщност може да се разпадне в близост до земната орбита и в центъра на Галактиката, казват учените в статия в списанието Nature.
„Това„ прекъсване “в спектъра на космическите лъчи, което открихме, може да показва съществуването на тъмна материя. От друга страна, тя би могла да произхожда от някакъв друг източник на тези частици. Необходими са повече данни, за да отговорим на този въпрос, и все още очакваме DAMPE да работи поне още 5 години “, каза Чанг Джин от Обсерваторията Цзиндшан в Нанкин, Китай.
Тъмно небе
Дълго време учените вярвали, че Вселената се състои от материята, която виждаме и която е основата на всички звезди, черни дупки, мъглявини, струпвания от прах и планети. Но първите наблюдения на скоростта на движение на звездите в близките галактики показаха, че звездите в техните покрайнини се движат в тях с невъзможно висока скорост, която беше около 10 пъти по-висока от изчисленията на базата на масите на всички звезди в тях.
Причината за това според учените днес е била така наречената тъмна материя - мистериозно вещество, което представлява около 75% от масата на материята във Вселената. Обикновено всяка галактика има около 8-10 пъти повече тъмна материя от видимия си братовчед и тази тъмна материя държи звездите на място и не им позволява да се разпръснат.
Днес почти всички учени са убедени в съществуването на тъмна материя, но нейните свойства, освен очевидното й гравитационно влияние върху галактиките и галактическите клъстери, остават загадка и обект на спор сред астрофизиците и космолозите. Дълго време учените предполагат, че тя е съставена от свръхтежки и "студени" частици - "кичури", които не се проявяват по никакъв начин, освен чрез привличане на видими струпвания на материя.
Първите потенциални следи от тъмна материя бяха открити през 2008 г. от руския сателит Resurs-DK1, чийто детектор PAMELA откри следи от необичайно голям брой частици антиматерия в земната орбита, които, според учените, могат да бъдат генерирани от разпадането на това мистериозно вещество.
Промоционално видео:
По-късно тези данни бяха потвърдени от детектора AMS-02 на борда на МКС, обаче много астрофизици не са съгласни с тази идея и смятат, че всъщност тази антиматерия е с по-малко екзотичен произход - може да се генерира от пулсари или от други далечни източници на космически лъчи с високо енергии.
Тази година теорията на "пулсара" беше поставена под въпрос след публикуването на данни, събрани от високоскоростния телескоп HAWC, който наблюдава Вселената в гама гама. Това съживи интереса на физиците към „екзотични“обяснения за тази странна аномалия в земната орбита.
Космологични загадки
Космическият телескоп DAMPE, пуснат от Китай в орбитата на Земята през декември 2015 г., е тествал тези предположения от другата страна, като е наблюдавал ултра високо енергийни космически лъчи с неизвестен произход, произхождащи от центъра на нашата Галактика и други звездни клъстери.
Според някои космолози днес това лъчение може да възникне и в резултат на разпад на тъмна материя в онези точки, където се натрупва особено много. Ако това е така, тогава космическите лъчи, излъчвани от центъра на Галактиката, ще имат специален енергиен спектър - броят на частиците първоначално ще се променя сравнително бавно, докато енергията се увеличава, но при достигане на определена точка, тя рязко ще потъне надолу.
Първите намеци за съществуването на тази "скала", както отбелязва Джин, бяха открити по време на наблюдения върху AMS-02, но този детектор не можеше да проследява свръхвисоки енергийни частици, които DAMPE може да "види", а данните от наземните телескопи не бяха достатъчни точен, за да кажа със сигурност.
Според китайските физици данните, събрани от DAMPE по време на първия цикъл на нейната експлоатация от декември 2015 г. до юни 2017 г., са първото ясно доказателство, че тази „скала“наистина съществува и че се намира точно там, където трябва да бъде в съответствие с с теоретични прогнози.
През следващите пет години, Джин и неговите колеги се надяват, DAMPE ще събере данни за още 10 милиарда космически лъчи, което ще позволи на учените да намалят грешките в измерването и накрая да докажат, че тази аномалия съществува.
Все още не е ясно дали тя е възникнала в резултат на разпада на тъмната материя или някои по-малко екзотични процеси. Физиците се надяват, че наблюдението на лъчите свръхвисока енергия, чиито енергии надвишават 10 TeV, ще ни помогне да разберем дали те са възникнали по време на разпадането на тъмната материя или са били генерирани от пулсари или остатъци от свръхнова.