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.
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.