В течение десятилетий ученые искали темную материю - невидимый материал, который не взаимодействует со светом, но который пронизывает всю нашу Вселенную. И сигнал, исходящий из близлежащей галактики, обнаруженной в 2014 году, дал ученым надежду, что это и есть долгожданное доказательство темной материи.
Некоторые современные модели предсказывают, что частицы темной материи медленно распадаются на обычную материю, процесс, производящий слабые фотонные излучения, которые могут обнаружить рентгеновские телескопы. В 2014 году ученые обнаружили рентгеновское излучение галактики во время поиска темной материи, поскольку известно, что темная материя скапливается вокруг галактик.
Исследователи полагают, что излучение, известное как «линия 3,5 кэВ» (кэВ - килоэлектронвольт), вероятно, образовано из стерильных нейтрино, которые долгое время считались кандидатами в темную материю.
Стерильные нейтрино - это гипотетические частицы, близкие родственники нейтрино - нейтральной субатомной частицы с массой, очень близкой к нулю. Они высвобождаются в ядерных реакциях, таких как ядерные установки на Земле и на Солнце. Поскольку крошечное количество массы в нейтрино не может быть объяснено Стандартной моделью физики элементарных частиц, некоторые считают, что стерильные нейтрино могут составлять эту загадочную массу, которая на самом деле является темной материей.
Модель распределения темной материи во Вселенной 13.6 миллиардов лет назад. Фото: NASA
Но в новом исследовании объектов в Млечном Пути, которое проанализировало множество необработанных данных за последние 20 лет с космического рентгеновского телескопа XMM-Newton, исследователи обнаружили доказательства того, что этот сигнал, увиденный в исследовании 2014 года, не поступал из темной материи. Фактически, в поисках темной материи с их новой техникой, они вообще не видели сигнал. Однако это не исключает возможности использования стерильных нейтрино в качестве сильного кандидата на темную материю, считают исследователи.
Чтобы прийти к такому выводу, исследователи искали линию 3,5 кэВ в небе. Поскольку мы живем в ореоле темной материи Млечного Пути, в любом наблюдении должна быть темная материя.
Поэтому, когда команда не обнаружила никаких следов линии 3,5 кэВ в данных, они определили, что «линия 3,5 кэВ не связана с темной материей».
Хотя излучение в линии 3,5 кэВ, скорее всего, вызвано стерильными нейтрино, они не являются кандидатами на темную материю. Но все же возможно, что разные стерильные нейтрино, которые не будут излучать один и тот же сигнал, могут объяснить неуловимую темную материю.