Ловцы темной материи нашли подозрительный рентгеновский сигнал

Ловцы темной материи нашли подозрительный рентгеновский сигнал

Две независимые группы исследователей обнаружили в рентгеновском спектре галактических скоплений линию излучения неизвестного происхождения. По одной из версий, она может быть результатом распада одной из гипотетических разновидностей частиц темной материи, так называемых стерильных нейтрино. Оба исследования выложены в архиве Корнельского университета, кратко о них пишут Элементы и New Scientist.

Первое исследование выполнено сотрудниками американского Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики, вторая работа сделана астрофизиками из Украины, Голландии и Швейцарии. Обе группы анализировали данные европейского рентгеновского телескопа XMM-Newton.

В ходе анализа американские астрономы провели усреднение рентгеновского спектра по 73 ярким галактическим скоплениям. Усреднение позволило существенно увеличить количество данных для статистической обработки и избавиться от индивидуальных особенностей разных скоплений. Кроме того, оно позволило исключить систематические шумы детекторов (спектры разных галактик из-за разного красного смещения складывали только после частотной подгонки, которая размывает возможные шумы).

В полученных данных ученые обнаружили пик излучения с энергией 3,57 килоэлектронвольт. Происхождение этого пика не известно — ни в одном известном химическом элементе нет электронного перехода с такой энергией. Два детектора (PN и MOS) телескопа XMM-Newton зафиксировали этот пик независимо друг от друга. При этом статистическая значимость пика в данных каждого из приборов достигает довольно высоких трех-четырех сигма (в физике элементарных частиц принято считать «доказательной» значимость в пять сигма).

Вторая группа исследователей провела подобный анализ только на двух галактических кластерах, без усреднения спектров. Объектами исследования стали скопление Персея и туманность Андромеды, причем в обоих случаях ученые независимо обнаружили неидентифицированный пик. Его энергия составила 3,52 килоэлектронвольт при достоверности в 4,4 сигма. Авторам удалось также приближенно показать, что распределение интенсивности пика скорее напоминает распределение темной материи, а не межгалактического газа.

По словам ученых, источником обнаруженного излучения может быть распад так называемых стерильных нейтрино. Это гипотетические тяжелые нейтрино, которые не участвуют ни в каких взаимодействиях помимо гравитационных, но могут очень редко распадаться на обычное нейтрино и фотон. Если обнаруженный пик действительно имеет такое происхождение, то энергия стерильного нейтрино должна составить 7,1 электронвольт, что не противоречит современным представлениям о темной материи. Это не может служить доказательством происхождения сигнала, но, очевидно, стимулирует поиск «необъяснимого» пика в данных других рентгеновских телескопов: Chandra, Suzaku и будущем Astro-H.

Сейчас проводится множество экспериментов по поиску гипотетических частиц темной материи, ни один из которых не дал пока положительных результатов. На роль кандидатов, помимо стерильных нейтрино, претендуют ВИМПы, аксионы и темные фотоны, — частицы, имеющие очень разную предсказанную массу.

Lenta.ru

Похожие новости:
Астрономы впервые увидели негравитационное взаимодействие темной материи
Астрономы при помощи телескопа VLT (Very Large Telescope) изучили столкновения галактик и впервые нашли следы негравитационного взаимодействия сгустков темной материи. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а кратко с ними ..
2015-04-19 5506 0 Научные открытия
0
Астрофизики открыли новые свойства темной материи
Астрофизики из Швейцарии и Великобритании сообщили о новых неожиданных свойствах темной материи. В своих наблюдениях ученые заметили, что она взаимодействует сама с собой значительно меньше, чем считалось ранее. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Science, а кратко с ними можно ..
2015-03-28 4440 0 Научные открытия
1
Ученые сообщили о возможном обнаружении сигнала темной материи
Физики из Федеральной политехнической школы Лозанны в Швейцарии сообщили о нетипичном излучении фотонов, которое они обнаружили в рентгеновских лучах. По мнению ученых, это может быть сигналом от темной материи. Результаты своих исследований авторы подготовили для публикации в журнале Physical Review ..
2014-12-14 2339 0 Научные открытия
3
Ученые могут отменить границы галактик
Исследователи из института физики и математики Токийского университета и университета Нагойи заявили, что говорить о границе галактики не имеет смысла. К такому выводу они пришли по результатам компьютерного моделирования и сопоставления данных моделирования данными астрономических наблюдений. Известно, что во Вселенной содержится 22 процента темной ..
2012-02-15 2936 0 Научные открытия
0
Разработана новая модель поведения темной материи
Группа ученых под руководством Мэтта Уокера (Matt Walker) из Гарвард-Смитсонианского центра астрофизики (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), США, разработали новую модель «поведения» темной материи, сообщает Space.com. В новом исследовании они рассчитали распределение массы материи между двумя ..
2011-10-25 2631 0 Научные открытия
0
Найдено подтверждение теории тяжелой темной материи
Астрофизики нашли доказательства в пользу того, что темная материя образована тяжелыми частицами. Статьи ученых приняты к публикации в Physical Review Letters, а их препринты доступны на сайте arXiv.org (здесь и здесь). Согласно современным представлениям, большая часть материи в космосе приходится ..
2011-11-30 2231 0 Научные открытия
0
Физики вновь не обнаружили темную материю
В ходе экспериментов по поиску частиц темной материи ученые не нашли следов U-бозона. Физики исключили этот фотон из списка основных кандидатов на роль частиц темной материи. Свое исследование авторы опубликовали в журнале Physics Letters B, кратко с ним можно ..
2014-05-14 1684 0 Научные открытия
0
Сибирские физики создадут детектор для поиска темной материи
Новосибирские физики разрабатывают экспериментальный детектор для поисков так называемой "темной материи", найти которую на протяжении нескольких десятилетий пытаются ученые со всего мира. В Институте ядерной физики имени Будкера началась работа над прототипом высокочувствительного детектора, сообщает Интерфакс. ..
2016-01-02 1863 0 Научные открытия
0
Холодную темную материю связали с конденсатом Бозе-Эйнштейна
Физики из Тайваня и Испании смоделировали темную материю как бозе-эйнштейновский конденсат вещества. Свое исследование авторы опубликовали в журнале Nature Physics, а кратко с ним можно ознакомиться на сайте Университета Страны Басков. Ученые пришли к выводу, что возмущения бозе-эйнштейновского конденсата легких бозонов ..
2014-07-03 2471 0 Научные открытия
0
Прибор на МКС зафиксировал позитронные следы темной материи
Нобелевский лауреат Сэмуэль Тинг на пресс-конференции в Женеве озвучил первые результаты эксперимента по поиску темной материи, которые проводились на МКС при помощи магнитного альфа-спектрометра «AMS-02». Кратко они изложены в пресс-релизе на сайте ЦЕРНа. По словам Тинга, ученым удалось зафиксировать ..
2013-04-4 2103 0 Научные открытия
0
Ученые обнаружили галактику из темной материи
Для поиска невидимой галактики ученые воспользовались так называемой линзой Эйнштейна - методом, который позволяет находить объекты по их гравитационному влиянию на окружение. Работа авторов представлена в журнале Nature, а ее краткое описание приведено в пресс-релизе Массачусетского технологического института (MIT). Существование темной ..
2012-01-21 2738 0 Научные открытия
0
«Яндекс» найдет для ученых темную материю
Школа анализа данных «Яндекса» станет партнером CERN (Европейской организации по ядерным исследованиям) в эксперименте по поиску темной материи. Об этом говорится в сообщении компании. Российская компания предоставит CERN технологии машинного обучения, а студенты и исследователи Школы анализа данных ..
2014-07-03 1542 0 Научные открытия
0
Физики вновь не сумели разглядеть темную материю
Физики, работающие с детектором LUX, провели повторный анализ данных, собранных в октябре 2013 года, и подтвердили, что частиц темной материи детектор не обнаружил. Об этом сообщается в на сайте проекта (pdf). В рамках работы ученые провели калибровку детектора, используя ..
2014-02-21 1597 0 Научные открытия
0
Астрофизики сообщили об обнаружении следов темной материи
Британские астрофизики заявили об обнаружении свидетельства производства в ядре Солнца аксионов — кандидатов на частицы темной материи. Результаты своих исследований авторы планируют опубликовать 20 октября 2014 года в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а кратко с ними ..
2014-10-19 2156 0 Научные открытия
-1
Нейтроны помогли ученым проверить закон Ньютона
Команда ученых из Австрии, Германии и Франции вновь подтвердила закон всемирного тяготения и представила новые ограничения на параметры частиц темной материи и темной энергии. Свое исследование авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters, статья доступна на arxiv.org, ..
2014-04-21 1766 0 Научные открытия
1