Если у вас есть вид на южное небесное небо, то в ясную ночь вы можете увидеть два четких пятна света, немного выделяющихся из большой арки Млечного Пути. Это Большое и Малое Магеллановы Облака, наиболее видимые из карликовых галактик. Карликовые галактики — это маленькие галактики, которые обычно группируются вокруг более крупных. Млечный Путь, например, насчитывает почти два десятка карликовых галактик. Из-за их небольшого размера на них может более существенно влиять темная материя. Их образование могло быть даже вызвано распространением темной материи. Так что они могут стать отличным способом изучения этого загадочного невидимого материала.
В недавнем исследовании команда изучила карликовые галактики, чтобы точно узнать, что они могут рассказать о темной материи. В частности, их интересовало, как темная материя может взаимодействовать сама с собой. Одна из идей о частицах темной материи заключается в том, что когда они сталкиваются друг с другом, они могут излучать гамма-излучение. Это означало бы, что в центральных областях галактик должны наблюдаться признаки гамма-излучения без явного астрофизического источника. Было проведено несколько исследований по поиску гамма-лучей в нашей галактике, но результаты оказались неубедительными.
Это новое исследование было сосредоточено на карликовых галактиках, потому что они меньше и, следовательно, с меньшей вероятностью затмят гамма-излучение от сталкивающейся темной материи. В нашей местной группе также имеется множество карликовых галактик. Используя архивные данные Ферми-телескопа большой площади (LAT) за 14 лет, команда изучила 50 карликовых галактик. В целом они не нашли убедительных доказательств гамма-излучения ни в одной из галактик, но в 7 из них они обнаружили небольшое статистическое превышение, составляющее около 2? – 3?. Чтобы быть точным, мы хотели бы видеть его на уровне 5?, так что этот результат далек от окончательного. Но если мы примем энергетические уровни избытка за чистую монету, масса частиц темной материи составит около 30–50 ГэВ или 150 ? 230 ГэВ, в зависимости от того, как может распасться темная материя. Для сравнения, протоны имеют массу около 1 ГэВ.
Итак, исследование темной материи снова не смогло обнаружить неуловимые частицы. Но, как и в случае с более ранними исследованиями, это исследование сужает представление о том, чем может быть темная материя. В частности, исследование исключает определенные диапазоны масс темной материи больше, чем когда-либо прежде. Это еще один маленький шаг к разгадке тайны темной материи.
Ссылка: МакДэниел, Алекс и др. «Анализ наследия аннигиляции темной материи из карликовых сфероидальных галактик Млечного Пути на основе данных Fermi-LAT за 14 лет». Физический обзор D 109.6 (2024): 063024.
