В космических лучах нашли возможные следы темной материи

Обсерватория H.E. S.S. для исследования космических лучейИсточник: H.E. S.S. Collaboration

Среди космических лучей могут оказаться продукты распада темной материи, пишут астрофизики в своей недавней статье. Сообщается, что они пришли к такому выводу после многолетнего сбора данных на Международной космической станции.

Напомним, то, что называется космическими «лучами» — на самом деле не только потоки «света», то есть фотонов с огромной энергией, но и множество разнообразных в той или иной степени массивных частиц. Все они летят к нам от звезд. И не только к нам: ими заполнена вся наша галактика и любая другая галактика. К примеру, от Солнца во все стороны разлетаются самые обыкновенные протоны, и это тоже — космическая «радиация».

Так вот, в этих нескончаемых потоках иногда встречаются любопытные частицы — антипротоны и позитроны, то есть «зеркальные отражения» протонов и электронов: обычные протоны заряжены положительно, а электроны отрицательно, а у этих — все наоборот.

Астрофизики пишут, что сами по себе они в общем-то не слишком удивительны: образуются в результате естественных процессов, а именно после взрывов сверхновых звезд, во время которых «умирающее» массивное светило с мощной вспышкой сбрасывает с себя все внешнее вещество. Когда это вещество «ударяется» в окружающий межзвездный газ, от этих столкновений в том числе получаются и такие «неправильные» частицы — позитроны и антипротоны. Примерно такой же эффект «коллайдера частиц» создают нейтронные звезды — не что иное, как сжавшиеся ядра тех самых «умерших» светил.

Но дело в том, что во всех этих случаях частицы мчатся на скоростях, сравнимых со скоростью света, и возникающие «по пути» антипротоны вместе с позитронами тоже приобретают соответствующую энергию. По расчетам ученых, при таком раскладе гравитация планет во время их пролета через какую-то систему практически не способна на них повлиять и отклонить их траекторию.

Именно в связи с этим особое внимание привлекли данные специального детектора Alpha Magnetic Spectrometer, установленного за бортом МКС. Более десяти лет подряд он фиксировал потоки позитронов и антипротонов. Вот тогда и выяснилась одна очень интересная вещь: эти потоки усиливаются и ослабляются в зависимости от положения Марса и Венеры на своих орбитах. Похоже, притяжение планет их перенаправляет.

Детектор Alpha Magnetic Spectrometer, установленный снаружи Международной космической станцииИсточник: NASA

Это и навело на мысль о темной материи — гипотетическом невидимом веществе во Вселенной. На ее существование указывают некоторых никак по-другому не объяснимые аномалии в галактиках. Во-первых, совокупная масса всех звезд и черных дыр в них слишком мала для того, чтобы их гравитация связывала галактику, удерживала ее конструкцию. Во-вторых, на галактических задворках по неведомой причине звезды движутся гораздо быстрее, чем им «положено», то есть их там что-то разгоняет.

Что собой представляет эта темная материя, пока можно только гадать, но физики по большей части рассуждают так: поскольку она имеет гравитацию, то есть массу — значит, это какое-то вещество. А если это вещество, оно должно состоять из частиц. И это должны быть такие частицы, которые с обычными взаимодействуют только гравитационно и больше никак себя не проявляют.

Ученые пытаются «создать в уме» такую частицу и предлагают, например, концепцию гипотетических «вимпов» — слабо взаимодействующих массивных частиц (Weakly Interacting Massive Particle, сокращенно WIMP).

Но самое главное — расчеты показывают, что теоретически при столкновениях подобных частиц в космосе могут образовываться позитроны и антипротоны. Причем двигаться они по просторам Вселенной должны сравнительно медленно. Достаточно медленно, чтобы притяжение небесных тел заставляло их менять направление.

Так что, возможно, детектор на МКС улавливает именно продукты взаимодействия или взаимного разрушения частиц темной материи, которые периодически «фокусирует» гравитация планет. Не исключено даже, что в роли такой «линзы» может выступить и Луна.

Ранее астрономы заподозрили, что темная материя может окружать некоторые тусклые звезды гигантскими «абажурами».