Fysiker har återupplivat idén om en mörk materiesignal från galaxens mitt

Fysiker har återupplivat idén om en mörk materiesignal från galaxens mitt
Fysiker har återupplivat idén om en mörk materiesignal från galaxens mitt
Anonim

Forskare har visat att befintliga metoder för att analysera data i gammaområdet inte på ett tillförlitligt sätt kan utesluta bidraget från en suddig signal, som kan orsakas av hypotetisk förstörelse av partiklar i mörk materia. Som ett resultat kan slutsatser om den pulserande karaktären hos det observerade överskottet av strålning från Vintergatans centrum inte anses vara slutgiltiga, skriver författarna i tidskriften Physical Review Letters.

Mörk materia är namnet på en idéfamilj som är utformad för att lösa ett antal motsättningar mellan observationer och teoretiska astrofysiska uppskattningar. Det mest populära alternativet är att representera mörk materia som oupptäckta partiklar. För närvarande finns det ingen direkt bekräftelse på förekomsten av sådana objekt.

Enligt de allra flesta modeller av mörk materia bör dess partiklar bilda förlängda glorier, där alla galaxer, inklusive Vintergatan, är nedsänkta. I detta fall bör en märkbar koncentration av sådana partiklar observeras i mitten av systemen. Samtidigt tyder ett antal teorier på att interaktioner, inklusive förintelse, kan uppstå mellan dem. Dess resultat bör vara utseendet på fotoner, vars energi beror på den okända massan av de ursprungliga partiklarna.

Liknande signaler spelades in, både i röntgenområdet (en strålningslinje i riktning mot Andromeda-galaxen och Perseus-klustret) och i gamma (ett överskott av strålning från Vintergatans centrum). Senare ansågs dock slutsatsen att dessa är spår av förintelse av mörk materia osannolik, eftersom det visade sig att sådana egenskaper kan uppträda som ett resultat av glöd från en population av oupptäckta millisekundpulsarer.

MIT: s Rebecca Leane och Tracy Slatyer visade att den tidigare analysen, medförfattare av Slater, inte heller var utan brister. Artikeln sa att pulsarer borde se ut som ganska kompakta föremål i Fermi gammastrålteleskopet, och avdrag från alla kända källor resulterar i att en pixel-för-pixel-jämförelse av de återstående variationerna förklaras mycket bättre av lokaliserade källor snarare än den suddiga glöd som förväntas för mörk materia ….

Det antas teoretiskt att mörk materia fördelas enligt en densitetsfunktion med en slät profil, så dess signal kan modelleras med en Poisson -fördelning. Emellertid kommer populationer av enskilda källor att generera en mindre enhetlig fördelning, eftersom det på grund av den begränsade vinkelupplösningen med en noll sannolikhet kan finnas flera ljuskällor i en pixel, och ingen i den andra.

I det nya verket lade författarna artificiellt till den förväntade mörk materiesignalen till de verkliga data, som fortfarande identifierades av programmet som tillhörande pulsarer. Dessutom fortsatte den tidigare skapade algoritmen att producera pulsarer som ett svar, även om den artificiella signalen av mörk materia skapades med ökad intensitet, och först när den förväntade nivån var tiofaldig började den bestämmas korrekt. Forskare drar slutsatsen att en sådan analys inte ger tillförlitliga resultat, så det är nödvändigt att återgå till utgångsläget enligt vilket överskottet av gammastrålar från Vintergatans centrum fortfarande kan associeras med mörk materia.

Tidigare använde fysiker bilden av skuggan av ett svart hål för att sätta en gräns för massan av partiklar av mörk materia och fann inkonsekvenser i förutsägelserna om teorin om överflödig mörk materia med observationer av Vintergatan. Vi gjorde också ett specialtest på huvudmodellerna för denna komponent i universum - "Vilken typ av mörk materia är du?"

Rekommenderad: