Следы частиц темной материи?
Международной группе ученых из США, России, Германии и Китая, возможно, удалось обнаружить следы частиц темной материи, которая вкладывает около 25 % в полную плотность энергии во Вселенной.
Как подчеркнул участник исследования директор Научно-исследовательского института ядерной физики МГУ (НИИЯФ), профессор Михаил Панасюк, темная материя, проявляющая себя только через гравитацию, состоит из частиц, практически не взаимодействующих с обычной материей, но при своей аннигиляции порождающих электроны огромной энергии. Именно такие электроны удалось выявить в составе бомбардирующих Землю космических лучей прибору ATIC, который был установлен на высотном аэростате, летавшем над Антарктидой на высоте 35 километров.
В течение пяти недель наблюдений в 2000-м и 2003 году детектор зафиксировал 70 электронов с энергиями от 300 до 800 гигаэлектронвольт. Другой участник исследования, Джон Вефел из Университета Луизианы (США), сравнил это с ситуацией на дороге, где среди обычных машин вдруг появляется сразу десяток роскошных спорткаров. По словам Вефела, трудно ожидать увидеть так много спортивных машин на дороге — или так много электронов очень высоких энергий в космических лучах.
Единственное объяснение: Землю обстреливает такими электронами таинственный объект. Скорее всего, сгусток темной материи. Однако, как подчеркнул профессор Панасюк, электроны с такой энергией не могут пролетать большие, по космическим меркам, расстояния, поскольку тормозятся существующими в Галактике магнитными полями. Согласно расчетам, источник этих электронов — предположительно облако или сгусток темной материи — должен располагаться вблизи Солнечной системы, всего в каких-то 3 тысячах световых лет от Солнца.
По заявлению Вефела, впервые обнаружен дискретный источник космических лучей, выделяющийся из общегалактического фона. Теория Калуцы-Клейна говорит о существовании частиц с энергией 620 гигаэлектронвольт, которые могут при аннигиляции порождать электроны такой же энергии, как и те, что наблюдались в ходе экспериментов.
В соответствии с теорией Калуцы — Клейна физики пытаются объединить гравитацию и другие фундаментальные взаимодействия, вводя дополнительные пространственные измерения. Одним из объяснений природы загадочной темной материи служит утверждение, что ее частицы находятся как раз в этих дополнительных измерениях.
Впрочем, объяснение появления столь высокоэнергетичных электронов аннигиляцией частиц темной материи не является единственным. Авторы исследования не исключают, что неподалеку от Солнечной системы расположен весьма экзотический объект типа пульсара, небольшой черной дыры или остатков сверхновой звезды. Все они способны разогнать электроны до таких энергий. Однако с выяснением истины придется подождать, поскольку прибор ATIC не определяет координаты источника электронов. Но в недалеком будущем это сможет сделать американский орбитальный гамма-телескоп «Ферми».
Стоит отметить, что в международной группе, которая продолжает свою работу, участвуют шесть сотрудников НИИ-ЯФ, где был изготовлен важнейший узел прибора ATIC — полупроводниковая матрица-детектор частиц.
Исследование представлено в журнале Nature.
Изучен ранний этап формирования галактик
Астрономам впервые удалось рассмотреть ранние этапы формирования галактик во всех подробностях. При помощи 10-метрового телескопа Keck, который расположен на Гавайях и оснащен адаптивной оптикой, предназначенной для коррекции размытия изображения атмосферой Земли, исследователи наблюдали объект MACS J2135-0102. Данный объект, называемый «Космическим глазом», располагается в созвездии Водолея и состоит из двух галактик: одна находится на расстоянии 2,2 миллиарда световых лет, другая — на расстоянии более 11 миллиардов световых лет от нас.
Благодаря 8-кратному увеличению так называемой гравитационной линзы, создаваемой ближним объектом, ученые впервые смогли изучить внутреннюю структуру молодой галактики. По словам сотрудников Университета Дарема (Durham, Великобритания), которые принимали участие в исследовании, полученные данные свидетельствуют о том, что в данном скоплении постепенно происходит процесс образования галактического диска и ядра.
«Космический глаз» получил такое название потому, что для наблюдателя на Земле ближняя галактика предстает окруженной ореолом, создаваемым светом дальней галактики. Ореол также возникает под воздействием эффекта гравитационной линзы.
