Астрономы не подтверждают наличие мифической темной материи в центре Галактики

Загадочное гамма-излучение, исходящее из центра Галактики, оказалось связано не с распадами темной материи, а с наличием там нескольких сотен пульсаров, заявляют астрономы в статье, направленной к публикации в Astrophysical Journal.

«Наши наблюдения показывают, что темная материя не нужна для объяснения того, почему мы видим избыток гамма-излучения, исходящего из центра нашей Галактики. Мы обнаружили большую популяцию пульсаров в регионах, окружающих центр Млечного Пути, что заставило нас по-новому взглянуть на историю его формирования», — рассказывает Маттия ди Мауро (Mattia Di Mauro) из Стэнфордского университета (США).

Ди Мауро и другие ученые из коллаборации «Ферми» уже несколько лет расследуют одну из самых главных загадок нашей Галактики — то, почему ее центральная часть вырабатывает заметно больше гамма-излучения в высокоэнергетической части спектра, чем то предсказывают расчеты, основанные на плотности распределения звезд и активности черной дыры в ее центре.

Этот феномен, открытый телескопом «Ферми» в 2009 году, заставил многих ученых считать, что данный избыток гамма-квантов является следом распада частиц темной материи в центре Млечного Пути. По этой причине астрофизики и космологи постоянно следят за центральной частью Галактики, пытаясь найти подтверждения или опровержения данной идеи, а также пытаются найти аналогичные следы гамма-излучения в ядрах других галактик.

С точки зрения астрофизики, опровергнуть эту теорию достаточно легко — для этого необходимо показать, что гамма-фотоны из центра Млечного Пути летят к нам от точечных источников света, которыми могут быть пульсары и другие компактные объекты. В противном случае, если их порождают распадающиеся частицы темной материи, «избыточное» излучение будет распределено по небу равномерно.

Ди Мауро и другие астрономы, работающие с «Ферми», приблизились к подобному решению «гамма-загадки» Млечного Пути, обнаружив около четырех сотен пульсаров, излучающих в гамма-диапазоне, на снимках центра Галактики. Ключом к этому открытию стали новые алгоритмы по улучшению качества картинки, которые помогли ученым впервые «увидеть» точечные источники свечения пульсаров.

Как отмечает ди Мауро, пульсары обладают одной отличительной чертой по сравнению с другими источниками гамма-излучения — сверхновыми, активными ядрами галактик и ионизированным газом. Структура спектра их излучения, по словам астрофизика, жестко зависит от того, где расположен пик их свечения в гамма-диапазоне, что позволяет отличать пульсары от других источников гамма-квантов.

Руководствуясь этой идеей, ученые проанализировали последние снимки центра Галактики, полученные при помощи прибора LAT на борту «Ферми», и обнаружили около четырех сотен пульсаров на окраинах ядра Млечного Пути, в существовании 66 из которых астрономы уверены на 100%. В общей сложности, как показывают расчеты ди Мауро и его коллег, в центре Галактики может присутствовать около 1300 пульсаров, чьего гамма-излучения будет достаточно для объяснения той аномалии, которую «Ферми» нашел почти 10 лет назад.

Открытие столь большого числа гамма-пульсаров, как отмечает ученый, было относительной неожиданностью для его научной команды. Пульсары, представляющие собой останки давно умерших звезд, исчерпавших свои запасы водорода и гелия, живут в таком состоянии достаточно недолго по космическим меркам — около 5–10 миллионов лет.

С другой стороны, центр Галактики является одной из самых древних частей Млечного Пути, и крайне маловероятно, что все пульсары, найденные «Ферми», сформировались в последние 10 миллионов лет. Это, как считает ди Мауро, говорит о том, что большинство гамма-пульсаров живет в центре Галактики не в одиночестве, а в компании другой звезды, материю которой они периодически «воруют» и используют для того, чтобы «раскрутить» себя.

Означает ли это, что темной материи не существует? Как подчеркивает ди Мауро, это открытие говорит лишь о том, что частицы темной материи не распадаются в центрах галактик и ведут себя не так, как раньше считали ученые. В ближайшее время команда «Ферми» планирует провести более детальные наблюдения за этими пульсарами при помощи наземных радиотелескопов, способных уловить их пульсации и окончательно доказать, что темная материя не «виновата» в избытке гамма-лучей.