Загадочное свечение из сердца нашей Галактики вновь заставило ученых задуматься о существовании темной материи. Новое исследование в журнале Physical Review Letters показало, что странное гамма-излучение, исходящее из центра Млечного Пути, с одинаковой вероятностью может быть сигналом от загадочных частиц темной материи или же исходить от быстро вращающихся космических объектов — пульсаров. Более того, гипотеза о темной материи имеет даже небольшое преимущество.

Это таинственное свечение, известное как «галактический центр избытка гамма-излучения» (GCE), астрономы наблюдают с 2009 года, когда его впервые зафиксировал космический телескоп «Ферми». Однако что именно испускает эти лучи самой высокой энергии во Вселенной, до сих пор оставалось загадкой.

«Темная материя доминирует во Вселенной и удерживает галактики вместе. Это чрезвычайно важно, и мы постоянно ищем способы ее обнаружить, — отмечает астрофизик Джозеф Силк из Университета Джонса Хопкинса (США). — Гамма-лучи и, в частности, избыток света, который мы наблюдаем в центре нашей галактики, могут стать первой подсказкой».

Ученые рассматривают двух основных «виновников» этого свечения. Первый — темная материя, невидимая субстанция, которая создает дополнительную гравитацию в космосе. Согласно одной из теорий, она может состоять из гипотетических частиц — вимпов (WIMP). Когда такая частица сталкивается со своей античастицей, они уничтожают друг друга, выделяя огромное количество энергии, в том числе в виде гамма-лучей.

Второй возможный источник — миллисекундные пульсары. Это сверхплотные нейтронные звезды, остатки от взорвавшихся светил, которые вращаются с невероятной скоростью. Как космические маяки, они испускают узкие лучи излучения, включая гамма-лучи. Для земного наблюдателя кажется, что эти лучи пульсируют.

Ранее ученые склонялись к версии с пульсарами, так как форма скопления гамма-лучей в центре Галактики казалась им угловатой, а не сферической, как предсказывали модели темной материи. Однако новое исследование, проведенное под руководством космолога Морица Михкеля Муру из Потсдамского института астрофизики (Германия), поставило под сомнение этот вывод.

Используя мощные суперкомпьютеры, ученые смоделировали историю развития Млечного Пути и создали карту распределения темной материи. Оказалось, что гало темной материи вокруг нашей Галактики не является идеальной сферой. Оно слегка сплюснуто в результате древних столкновений и слияний с другими галактиками. Если смотреть на него с нашего расстояния (около 26 000 световых лет от центра), то гамма-излучение от аннигиляции частиц такой формы как раз будет выглядеть угловатым.

«Обе гипотезы о происхождении GCE — об аннигиляции темной материи и о миллисекундных пульсарах — одинаково правдоподобны с точки зрения спектра и интенсивности, при этом гипотеза о темной материи, возможно, немного выигрывает», — пишут авторы работы.

Исследователи отмечают, что окончательную точку в этом споре помогут поставить новые, более мощные телескопы, такие как Массив черенковских телескопов и Южная широкополосная гамма-обсерватория.