Вселенная светиться больше, чем следовало бы, вероятно от неожиданного источника

Когда зонд "Новые горизонты" достиг внешней темноты Солнечной системы, за Плутоном, его приборы зафиксировали нечто странное.

Об этом рассказывает издание ScienceAlert, передают OstanniPodii.com.

Очень, очень тускло, пространство между звездами светилось оптическим светом. Само по себе это не было неожиданностью: этот свет называется космическим оптическим фоном - слабым свечением всех источников света во Вселенной за пределами нашей галактики.

Самым удивительным было количество света. Его было значительно больше, чем, по мнению ученых, должно быть - фактически вдвое больше.

Теперь, в новой работе, ученые предлагают возможное объяснение оптического избытка света: побочный продукт необнаруженного в других случаях взаимодействия темной материи.

"Результаты этой работы дают потенциальное объяснение избытка космического оптического фона, что предполагается независимыми наблюдательными ограничениями, и которое может дать ответ на одно из самых древних неизвестных в космологии - природу темной материи", - пишет группа исследователей под руководством астрофизика Хосе Луиса Бернала из Университета Джонса Хопкинса.

У нас много вопросов о Вселенной, но темная материя - один из самых сложных. Так мы называем загадочную массу во Вселенной, ответственную за создание гораздо большей, чем должно быть, гравитации в концентрированных точках.

Например галактики вращаются быстрее, чем должны, под действием гравитации, создаваемой массой видимой материи.

Искривление пространства-времени вокруг массивных объектов больше, чем должно было бы быть, если бы мы рассчитывали искривление пространства, основываясь только на количестве светящейся материи.

Но что бы ни создавало этот эффект, мы не можем обнаружить его напрямую. Единственный способ узнать, что он есть, - это то, что мы просто не можем учесть эту дополнительную гравитацию.

А ее очень много. Примерно 80 процентов материи во Вселенной - это темная материя.

Существует несколько гипотез о том, что это может быть. Одним из кандидатов является аксион, который относится к гипотетическому классу частиц, впервые концептуализированному в 1970-х годах для решения вопроса о том, почему сильные атомные взаимодействия следуют симметрии зарядовой четности, хотя большинство моделей утверждает, что в этом нет необходимости.

Новости по подобной теме:

		Колебания Марса может быть признаком темной материи, говорится в исследовании
		Темная материя могла помочь образованию сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной
		Новое астрофизическое исследование указывает на существование неизвестного воздействия

Оказывается, аксионы в определенном диапазоне масс должны вести себя точно так же, как мы ожидаем от темной материи. И, возможно, существует способ их обнаружения - ведь теоретически аксионы должны распадаться на пары фотонов в присутствии сильного магнитного поля.

Несколько экспериментов занимаются поиском источников этих фотонов, но они также должны распространяться в пространстве в избыточном количестве.

Сложность заключается в том, чтобы отделить их от всех других источников света во Вселенной, и именно здесь возникает космический оптический фон.

Сам фон очень трудно обнаружить, поскольку он очень слаб. Прибор Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) на борту "Новых горизонтов", возможно, является лучшим инструментом для этой работы. Он находится далеко от Земли и Солнца, и LORRI намного чувствительнее, чем приборы, установленные на более далеких зондах "Вояджер", запущенных 40 лет назад.

Ученые предполагали, что избыток, обнаруженный "Новыми горизонтами", является продуктом звезд и галактик, которые мы не можем видеть. И этот вариант все еще остается в силе. Работа Бернала и его команды заключалась в оценке того, может ли аксионоподобная темная материя быть ответственной за дополнительный свет.

Они провели математическое моделирование и определили, что аксионы с массой от 8 до 20 электронвольт при определенных условиях могут создавать наблюдаемый сигнал.

Это невероятно мало для частицы, масса которой обычно измеряется в мегаэлектронвольтах. Но, учитывая недавние оценки, согласно которым гипотетическая частица материи имеет массу в доли одного электронвольта, эти цифры требуют, чтобы аксионы были относительно мощными.

Невозможно сказать, какое объяснение является правильным, основываясь только на имеющихся данных. Однако, сузив круг масс аксионов, которые могут быть ответственны за избыток, исследователи заложили основу для будущих поисков этих загадочных частиц.

"Если избыток возникает вследствие распада темной материи на фотонные линии, то в будущих измерениях интенсивности линий будет значительный сигнал", - пишут исследователи.

"Более того, ультрафиолетовый прибор на борту "Новых горизонтов" (который будет иметь лучшую чувствительность и зондировать другой диапазон спектра) и будущие исследования затухания гамма-квантов очень высоких энергий также проверят эту гипотезу и расширят поиск темной материи на более широкий диапазон частот".

Исследование было опубликовано в журнале Physical Review Letters 29 ноября, статья называется "Избыток космического оптического фона, темная материя и картирование линейной интенсивности" (препринт).

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.

• Темная материя