Pirmie Ķīnas orbītas observatorijas DAMPE novērojumi, kas paredzēti tumšās matērijas meklēšanai, runā par labu tam, ka tumšā matērija faktiski var sabrukt Zemes orbītas tuvumā un Galaktikas centrā, zinātnieki saka rakstā žurnālā Nature.
“Šis mūsu atklātais kosmisko staru spektra nogrieznis var norādīt uz tumšās matērijas esamību. No otras puses, tas varēja būt cēlies no kāda cita šo daļiņu avota. Lai atbildētu uz šo jautājumu, ir nepieciešami vairāk datu, un mēs joprojām sagaidām, ka DAMPE darbosies vēl vismaz 5 gadus,”sacīja Čangs Dzjins no Zijinshan observatorijas Nanjingā, Ķīnā.
Tumšas debesis
Ilgu laiku zinātnieki uzskatīja, ka Visumu veido matērija, kuru mēs redzam un kas veido visu zvaigžņu, melno caurumu, miglāju, putekļu puduru un planētu pamatu. Bet pirmie novērojumi par zvaigžņu ātrumu tuvējās galaktikās parādīja, ka zvaigznes, kas atrodas piepilsētā, pārvietojas tajās ar neiespējami lielu ātrumu, kas bija apmēram 10 reizes lielāks nekā aprēķini, kuru pamatā bija visu tajās esošo zvaigžņu masa.
Iemesls tam, pēc mūsdienu zinātnieku domām, bija tā dēvētā tumšā matērija - noslēpumaina viela, kas veido apmēram 75% no Visuma matērijas. Parasti katrā galaktikā ir apmēram 8-10 reizes vairāk tumšās vielas nekā tās redzamajā brālēnā, un šī tumšā matērija notur zvaigznes vietā un neļauj tām izkliedēties.
Mūsdienās gandrīz visi zinātnieki ir pārliecināti par tumšās matērijas esamību, taču tās īpašības papildus acīmredzamai gravitācijas ietekmei uz galaktikām un galaktiku kopām joprojām ir noslēpums un astrofiziķu un kosmologu diskusiju objekts. Ilgu laiku zinātnieki ir pieņēmuši, ka tas sastāv no superheavy un "aukstām" daļiņām - "wimps", kas nekādā veidā neizpaužas, izņemot pievilinot redzamās matērijas kopas.
Pirmās iespējamās tumšās vielas pēdas 2008. gadā atrada Krievijas satelīts Resurs-DK1, kura PAMELA detektors Zemes orbītā atklāja neparasti liela skaita antimateriāla daļiņu pēdas, kuras, pēc zinātnieku domām, varētu radīt šīs noslēpumainās vielas sabrukšana.
Reklāmas video:
Vēlāk šos datus apstiprināja AMS-02 detektors uz ISS, tomēr daudzi astrofiziķi šai idejai nepiekrīt un uzskata, ka patiesībā šim antimateriālam ir mazāk eksotiska izcelsme - to varēja radīt pulsāri vai citi tālu kosmisko staru avoti. enerģijas.
Šogad "pulsar" teorija tika apšaubīta pēc tam, kad tika publicēti dati, kas savākti ar augstkalnu HAWC teleskopu, kurš novēro Visumu gamma diapazonā. Tas atdzīvināja fiziķu interesi par "eksotiskiem" skaidrojumiem par šo savādo anomāliju Zemes orbītā.
Kosmoloģiskās mīklas
DAMPE kosmiskais teleskops, kuru Ķīna uzsāka Zemes orbītā 2015. gada decembrī, ir pārbaudījis šos pieņēmumus, no otras puses, novērojot nezināmas izcelsmes ultra-enerģijas enerģijas kosmiskos starus, kuru izcelsme ir mūsu Galaktikas centrā, un citas zvaigžņu kopas.
Šis starojums, pēc dažu mūsdienu kosmologu domām, var rasties arī tumšās vielas sabrukšanas rezultātā tajās vietās, kur tas īpaši uzkrājas. Ja tas tā ir, tad kosmiskajiem stariem, kas izstaro no Galaktikas centra, būs īpašs enerģijas spektrs - daļiņu skaits sākotnēji mainīsies salīdzinoši lēni, palielinoties enerģijai, bet, sasniedzot noteiktu punktu, tas strauji nogrims uz leju.
Pirmie mājieni par šīs "klints" esamību, kā atzīmēja Džins, tika atrasti novērojumu laikā uz AMS-02, taču šis detektors nespēja izsekot īpaši augstas enerģijas daļiņām, kuras DAMPE var "redzēt", un dati no zemes teleskopiem nebija pietiekami. precīzi, lai droši pateiktu.
Pēc ķīniešu fiziķu domām, dati, ko DAMPE savāca savā pirmajā darbības ciklā no 2015. gada decembra līdz 2017. gada jūnijam, ir pirmais galīgais pierādījums tam, ka šī "klints" patiešām pastāv un ka tā atrodas tieši tur, kur tai vajadzētu būt saskaņā ar ar teorijas prognozēm.
Nākamo piecu gadu laikā Džins un viņa kolēģi cer, ka DAMPE apkopos datus par vēl 10 miljardiem kosmisko staru, kas ļaus zinātniekiem samazināt mērījumu kļūdas un visbeidzot pierādīt, ka šī anomālija pastāv.
Pagaidām nav skaidrs, vai tas radies tumšās vielas sabrukšanas vai kādu mazāk eksotisku procesu rezultātā. Fiziķi cer, ka ultra-enerģijas staru novēršana, kuru enerģija pārsniedz 10 TeV, palīdzēs mums saprast, vai tie ir cēlušies tumšās vielas sabrukšanas laikā vai arī tos radījuši impulsi vai supernovas paliekas.