В галактиці Андромеди, можливо, виявлено темну матерію

news 22 02 17Космічний гамма-телескоп «Фермі» виявив сигнал в центрі сусідньої галактики Андромеда, що може вказувати на присутність таємничої складової, яку називають темна матерія. Гамма-сигнал схожий на ті, які «Фермі» раніше реєстрував у центрі нашої галактики. Результати нових спостережень невдовзі оприлюднить Astrophysical Journal.

Гамма-промені — випромінювання з найбільшою енергією, що виникає у Всесвіті внаслідок явищ з дуже високими рівнями енергії. Такі промені поширені в галактиках, як Молочний Шлях, бо виникають внаслідок взаємодії космічних променів — частинок, що рухаються майже зі швидкістю світла, — з хмарами міжзоряного газу і світлом зір.

Дивно, але останні дані «Фермі» по гамма-променях в Андромеді (також відома як M31), обмежувалися центром галактики, а не поширилася по всій зоряній системі. Щоб пояснити такий незвичний розподіл, науковці вважають, що випромінювання може виходити з кількох невизначених джерел. Одним з них може бути темна матерія, невідома субстанція, яка становить суттєву частину Всесвіту.

«Ми очікуємо, що темна матерія накопичується у внутрішній частині Молочного Шляху та інших галактик, тому знайти такий компактний сигнал дуже цікаво», — сказав провідний науковець Піррік Мартін (Pierrick Martin), астрофізик з Національного наукового центру Інституту астрофізики і планетології в Тулузі (Франція). «M31 буде ключем до розуміння того, що це означає для обох галактик — Андромеди і Молочного Шляху».

news 22 02 17 v

Підвищений рівень гамма-випромінювання (показано жовто-білою барвою) в центрі M31 натякає на несподіванку в центральній ділянці галактики. Науковці вважають, що дерелом сигналу можуть бути різні процеси, зокрема, популяція пульсарів або навіть темна матерія. Фото з сайту NASA.

Іншим можливим джерелом цього випромінювання може бути велика концентрація пульсарів у центрі M31. Ці нейтронні зорі, що обертаються, удвічі масивніші, ніж Сонце, і належать до об’єктів з найвищою густиною у Всесвіті. Одна чайна ложка речовини нейтронної зорі важила б мільярд тонн на Землі. Деякі пульсари випромінюють більшу частину своєї енергії в гамма-променях. Оскільки M31 лежить на відстані 2,5 мільйона світлових років від Землі, то в ній важко знайти окремі пульсари. Щоб перевірити, чи є ці об’єкти джерелом гамма-променів, науковці можуть застосувати знання про пульсари зі спостережень в Молочному Шляху до нових рентгенівських і радіоспостержень Андромеди.

Тепер, коли «Фермі» виявив схожі гамма-сигнали як в M31, так і в Галактиці, науковці можуть використати цю інформацію, щоб вирішити таємницю для обох зоряних систем. Наприклад, M31 випромінює незначну кількість гамма-променів з свого великого диска, де формуються більшість зір, що вказує на меншу кількість там космічних променів. Оскільки космічні промені, як вважають, пов’язані із зореутворенням, то відсутність гамма-випромінювання в зовнішніх частинах M31 може означати двояке. Або галактика виробляє космічні промені по-різному, або вони можуть швидко залишати галактику. Вивчення Андромеди може допомогти науковцям зрозуміти життєвий цикл космічних променів і як це пов’язано із зореутворенням.

«Ми не повністю розуміємо те, яку роль відіграють космічні промені в галактиках і як вони проходять крізь них», — сказав Xian Хоу (Xian Hou), астрофізик Юньнаньської обсерваторії Китайської академії наук у місті Куньмін (Kunming), також провідний науковець у цьому дослідженні. «M31 дозволяє нам бачити поведінку космічних променів в умовах, відмінних від тих, що є в нашій власній галактиці».

Схоже відкриття в обох галактиках (Молочний Шлях і M31) означає, що дослідники можуть використовувати як модель одну галактику для іншої при виконанні складних спостережень. Тоді як «Фермі» може виконати більш чутливі й докладні спостереження центра Молочного Шляху, його погляд частково затіняє випромінювання від диска галактики. Але телескоп може спостерігати зовнішню частину Андромеди, чого неможливо досягти в Галактиці.

«Наша галактика настільки схожа на Андромеду, що це справді допомагає нам її вивчити — ми можемо більше дізнатися про Галактику і її формування», — зауважує співавтор дослідження Реґіна Капуто (Regina Caputo) з Центру космічних польотів імені Ґоддарда (шт. Меріленд, США). «Це схоже на життя в світі, де немає дзеркал, але у вас є близнюк і ви можете побачити все, що стосується природи двійника».

Хоча потрібно більше спостережень, щоб визначити джерело гамма-надлишку, відкриття є своєрідною точкою відліку для того, щоб дізнатися більше про обидві галактики і, можливо, про досі невловиму природу темної матерії.

«Нам ще належить багато чого дізнатися про гамма-небо», — зауважила Капуто. «Що більше інформації ми маємо, то більше інформації ми можемо додати до моделі нашої галактики».

Космічний гамма-телескоп «Фермі» — це проект NASA в галузі астрофізики і фізики елементарних частинок, розроблений у співпраці з Департаментом енергетики США та академічними інститутами і партнерами з Франції, Німеччини, Італії, Японії, Швеції та Сполучених Штатів Америки.

За інф. з сайту NASA.

Докладніше про «Наше небо»

Це науково-популярний астрономічний інтернет-журнал для широкого загалу, створений у 2016 році. Назва «НАШЕ НЕБО» виникла у 1998 р. під час обговорення з директором Головної астрономічної обсерваторії Національної академії наук України академіком Я.С. Яцківим ідеї щодо заснування Київським республіканським планетарієм науково-популярного видання астрономічного змісту.

Упродовж 2006—2009 рр. я видавав малим накладом журнал «НАШЕ НЕБО.observer», а з 2010 р. веду блог «Ми і Всесвіт». Далі науково-популярні матеріали вміщуватиму головно на цьому сайті.

Іван Крячко

Написати електронний лист

Ви маєте змогу написати електронного листа з будь-якого питання щодо астрономії та інтернет-журналу «Наше небо»

Дякуємо за Вашу увагу до «Нашого неба»!

Please publish modules in offcanvas position.