Нове дослідження стверджує, що виявило докази гамма-випромінювання, яке дуже схоже на те, що очікується під час зіткнення та анігіляції двох слабковзаємодіючих масивних частинок — WIMPs. На початку 1930-х років швейцарсько-американський астроном Фріц Цвіккі зіткнувся з проблемою. Спостерігаючи галактики у скупченні Кома, Цвіккі дійшов висновку, що вони рухаються настільки швидко, що мали б розлітатися в космос — однак вони залишалися гравітаційно пов’язаними чимось невидимим. У 1933 році він висунув гіпотезу, що має існувати невловима, але всюдисуща форма матерії, яка утримує Всесвіт у рівновазі, і назвав цю субстанцію «темною матерією». У наступному столітті темна матерія стала своєрідним універсальним поясненням невідповідностей між теорією та експериментом. Хоча потужні методи, такі як гравітаційне лінзування, зафіксували непрямі докази існування темної матерії, нікому досі не вдалося безпосередньо побачити слабковзаємодіючі масивні частинки, або WIMPs — головних кандидатів у частинки темної матерії. Деякі фізики настільки розчарувалися відсутністю підтверджень, що почали шукати інші пояснення — переосмислюючи роль інформації у Всесвіті або звертаючись до теорій на кшталт модифікованої ньютонівської динаміки. Тепер, однак, нове дослідження, опубліковане в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, може розвіяти ці сумніви. Під керівництвом Томонорі Тотані з Університету Осаки в Японії, у дослідженні повідомляється про пряме спостереження специфічних гамма-фотонів, які, за гіпотезою, є результатом зіткнення (і анігіляції) двох WIMPs. Тотані виявив ці «гало-подібні структури», аналізуючи дані телескопа Fermi, запущеного у 2008 році для вивчення високoенергетичного Всесвіту. Це неминуче спрямувало телескоп у центр Чумацького Шляху, де відбуваються найінтенсивніші процеси. За роки роботи телескоп зробив чимало відкриттів, включно з велетенськими гамма-випромінювальними бульбашками, відомими як «бульбашки Фермі». Якщо спостереження Тотані будуть незалежно підтверджені іншими астрофізиками, телескоп додасть ще одне відкриття до свого вражаючого списку досягнень. «Ми зафіксували гамма-промені з енергією фотонів 20 гігаелектронвольт (або 20 мільярдів електронвольт — надзвичайно велика енергія), які утворюють гало-подібну структуру в напрямку центру Чумацького Шляху», — сказав Тотані у пресрелізі. «Компонент гамма-випромінювання дуже точно відповідає формі, очікуваній від гало темної матерії». Спостережені енергетичні спектри вказують на анігіляцію WIMPs, кожен із яких має масу приблизно у 500 разів більшу за масу протона (що відповідає теоретичним очікуванням). Тотані також наголошує, що ці випромінювання важко пояснити звичайними астрономічними подіями, які створюють схожі сигнали, що зміцнює його аргумент про те, що це справді спостереження темної матерії. «Якщо це правильно, то, наскільки мені відомо, це буде перший випадок, коли людство “побачило” темну матерію», — сказав Тотані. «І виходить, що темна матерія — це нова частинка, не включена до стандартної моделі фізики елементарних частинок. Це стане великим проривом в астрономії та фізиці». Звісно, надзвичайні твердження вимагають надзвичайно переконливих доказів — і ретельної перевірки. Навіть якщо результати Тотані пройдуть цей високий поріг, науковці захочуть знайти інші приклади подібного явища в інших частинах Всесвіту та шукатимуть схожі гамма-випромінювання, наприклад, від карликових галактик у гало Чумацького Шляху. Частина таких даних може надійти від самого Fermi або від майбутньої обсерваторії Cherenkov Telescope Array, яка досліджуватиме космічні явища за допомогою гамма-променів, що взаємодіють з атмосферою Землі. Поки що пошуки тривають. Але у темної матерії швидко закінчуються місця, де вона може сховатися.