След близо 100 години учени може би са открили тъмна материя

Ваня Милева Последна промяна на 26 ноември 2025 в 11:02 137 0

Размазана структура в червено, жълто и синьо

Кредит Tomonori Totani, The University of Tokyo
Карта на интензитета на гама-лъчите в областта на галактическата равнина, изолираща ореола от тъмна материя.

Близо 100 години след като роденият в България швейцарски астроном Фриц Цвики предпага съществуването на тъмна материя, космическият телескоп "Ферми" на НАСА може би е предоставил първото пряко доказателство за нейното съществуване.

Загадъчната природа на тъмната материя

Тъмната материя съставлява приблизително 27% от Вселената, но досега бе невъзможно да се наблюдава директно, защото тя не взаимодейства с електромагнитното излъчване – нито абсорбира, нито отразява, нито излъчва светлина. Учените могат да я наблюдават само индиректно чрез гравитационните ѝ ефекти. Астрономите оттогава са изчислили, че всички големи галактики са вградени в огромни ореоли от тъмна материя, които се разширяват далеч отвъд границите на видимата материя в галактиките като ореоли на галактиките.

Съществува една възможност, която би довела до появата на светлина от тъмната материя. Ако частиците на тъмната материя се "анихилират", когато се срещнат и взаимодействат, подобно на това, което правят материята и нейният аналог антиматерия, тогава това би трябвало да произведе дъжд от частици, включително фотони от гама-лъчи, които, макар и невидими за нашите очи, биха могли да бъдат "видяни" от чувствителни космически гама-лъчеви телескопи. Една от предложените "самоанихилиращи се" частици, за които се предполага, че съставляват тъмната материя, са така наречените "слабо взаимодействащи масивни частици" или "WIMP".

Енергиен спектър на гама-лъчите на хало (точки от данни). Червените и сините линии представляват очаквания спектър на гама-лъчение, когато WIMP частиците анихилират, първоначално произвеждайки двойка дънни кварки (b) или двойка W бозони, и те съответстват добре на данните. Дънните кварки и W бозоните са известни елементарни частици, включени в стандартния модел на физиката на елементарните частици. Кредит: Tomonori Totani, The University of Tokyo

Откритието на уликите за анихилация на частици тъмна материя

Екип от изследователи, ръководен от професор Томонори Тотани (Tomonori Totani) от катедрата по астрономия в Токийския университет, с помощта на космическия апарат "Ферми" търси такива улики от гама-лъчи в регионите на Млечния път, където би трябвало да се събира тъмна материя, а именно в центъра на нашата галактика.

И Тотани смята, че най-накрая е открил такава сигнатура.

Професор Томонори Тотани открива гама-лъчи с енергия от 20 GeV (или 20 милиарда електронволта, изключително голямо количество енергия), образуващи структура, подобна на ореол, към центъра на Млечния път.

"Открихме гама-лъчи с фотонна енергия от 20 гигаелектронволта, простиращи се в ореоподобна структура към центъра на галактиката Млечен път. Гама-лъчевият компонент съвпада много добре с формата, очаквана от ореол от тъмна материя", каза Тотани.

Честотата на анихилация на WIMP, оценена от измерения интензитет на гама-лъчите, също попада в диапазона на теоретичните прогнози.

Диаграма на пълния сигнал с галактическия център в средата. По-силни гама-лъчи се виждат по-близо до центъра.Карта на интензитета на гама-лъчите на халото, изключваща компоненти, различни от ореола, обхващаща приблизително 100 градуса в посока към галактическия център. Хоризонталната сива лента в централната област съответства на областта на галактическата равнина, която е изключена от анализа, за да се избегне силно астрофизично излъчване. Кредит: Tomonori Totani, The University of Tokyo

Наблюдаваният енергиен спектър е в съответствие с радиацията, предсказана от анихилацията на хипотетичните WIMP частици с маса приблизително 500 пъти по-голяма от тази на протона. 

Важно е да се отбележи, че тези измервания на гама-лъчи не се обясняват лесно с други, по-често срещани астрономически явления или гама-лъчеви емисии. Следователно, Тотани счита тези данни за силен индикатор за гама-лъчева емисия от тъмна материя, която се търси от много години.

Следващи стъпки и научна проверка

Въпреки че Тотани е уверен, че измерванията му откриват частици тъмна материя, резултатите трябва да бъдат проверени от независими изследователи. Допълнителни доказателства биха могли да дойдат от откриването на подобни гама-лъчи в галактиките джуджета в ореола на Млечния път.

"Ако това се потвърди, доколкото знам, това ще означава, че човечеството е "видяло" тъмната материя за първи път. И ще се окаже, че тъмната материя е нова частица, която не е включена в настоящия Стандартен модел на физиката на елементарните частици", заявява проф. Тотани.

Справка: Tomonori Totani, "20 GeV halo-like excess of the Galactic diffuse emission and implications for dark matter annihilation," Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (IOPscience): November 26, 2025, doi: 10.1088/1475-7516/2025/11/080.

Източници: 

Scientists may have finally 'seen' dark matter for the 1st time, space.com

After nearly 100 years, scientists may have detected dark matter, The University of Tokyo

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Космос

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !