Астрономы, использующие космический телескоп НАСА «Ферми с гамма-лучами», искали доказательства подозреваемых типов частиц темной материи в слабых карликовых галактиках около Млечного пути - относительно «скучных» галактик, которые имеют небольшую активность, но, как известно, содержат большое количество темной материи. Результаты?
Это не частицы, которые мы ищем.
Считается, что 80% материала в физической Вселенной состоит из темной материи - вещества, которое имеет массу и гравитацию, но не излучает электромагнитную энергию (и, следовательно, невидимо). Его гравитационные эффекты могут быть замечены, особенно в облаках, окружающих галактики, где он предположительно проживает в больших количествах. Темная материя может влиять на движения звезд, галактик и даже целых скоплений галактик ... но когда все сводится к этому, ученые все еще не знают точно что темная материя есть.
Возможными кандидатами в темную материю являются субатомные частицы, называемые WIMP (слабо взаимодействующие массивные частицы). WIMP не поглощают и не излучают свет и не взаимодействуют с другими частицами, но всякий раз, когда они взаимодействуют с друг с другом они уничтожают и испускают гамма-лучи.
Если темная материя состоит из WIMP, а карликовые галактики, вращающиеся вокруг Млечного Пути, действительно содержат большое количество темной материи, то любые гамма-лучи, которые могут испускать WIMP, могут быть обнаружены космическим телескопом NASA Ферми с гамма-лучами.
В конце концов, это то, что делает Ферми.
Десять таких галактик, называемых карликовыми сфероидами, наблюдались на Большом телескопе Ферми (LAT) в течение двухлетнего периода. Международная команда не видела гамма-лучей в пределах диапазона, ожидаемого от аннигилирующих WIMP, которые были обнаружены, таким образом сужая возможности какой темной материи является.
«По сути, анализ Fermi LAT сжимает теоретическую рамку, в которой эти частицы могут скрываться», - говорит Дженнифер Сигал-Гаскинс, физик из Калифорнийского технологического института в Пасадене и член Сотрудничества Fermi LAT.
[/ Подпись]
Таким образом, вместо «неудавшегося эксперимента», такое отсутствие обнаружения означает, что впервые исследователи могут с научной точки зрения быть уверенными, что кандидаты WIMP в пределах определенного диапазона масс и уровней взаимодействия не может быть темной материей.
(Иногда наука о том, чтобы знать, что не искать.)
Документ с подробным описанием результатов работы команды появился в выпуске Physical Review Letters от 9 декабря 2011 года. Узнайте больше на странице миссии Fermi здесь.
