Fermi гамма-телескопы тіркеген гамма-сәулелену зерттеушінің пікірінше, тек вимп бөлшектерінің — қараңғы материя бөлшектерінің ыдырауымен ғана түсіндірілуі мүмкін. Бұл бөлшектердің бар екендігіне көптеген физиктер күмән келтірген болатын. Егер тәуелсіз тексерулер бұл жаңалықты растаса, ол біздің Ғалам туралы түсінігімізді түбегейлі өзгертуі мүмкін.

Вимп теориясының дағдарысы

2020 жылдарға дейін Ғаламдағы бақылауларды түсіндіретін ең кең таралған гипотеза — әлсіз әсерлесетін қараңғы материя бөлшектерінің, яғни вимптардың бар болуы еді. Бұл теорияны жақтаушылар мұндай бөлшектер кәдімгі материяға тек гравитация арқылы әсер етеді және басқа өзара әрекеттесулерге қатыспайды деп есептеді. Алайда 2010 жылдардың соңына қарай бұл тұжырымға күмән көбейе түсті.

Вимп іздерін түрлі детекторлар арқылы іздеуге миллиардтаған қаржы жұмсалғанымен, нәтиже болмады. Сондай-ақ, галактикалық шоғырлардың соқтығысуын бақылау бұл бөлшектердің галактикалардың жылдамдығына әсерін анықтамады. Егер вимптар кәдімгі материямен әсерлеспесе де, өзара соқтығысуы тиіс еді, бірақ мұндай іздер де табылмады. Бұл вимптардың өздерінің бар екендігіне күмән тудырды.

Жаңа зерттеу: қараңғы материя іздерінің мүмкін табылуы

Токио университетінің ғалымы Томонори Тотани Journal of Cosmology and Astroparticle Physics журналында жариялаған еңбегінде вимптардың ыдырау іздерін тапқанын мәлімдеді. Оның айтуынша, бұл қараңғы материяның бар екендігін көрсететін алғашқы «тікелей» дәлел болуы мүмкін.

2010 жылдардағы кең таралған көзқарас бойынша, вимптар мен жалпы қараңғы материя галактикалардың орталықтарында шоғырлануы тиіс. Мұндай бөлшектер аннигиляцияға ұшырағанда гамма-фотондар пайда болады. Тотани біздің Галактиканың орталық аймағындағы гамма-сәулелену деректерін талдап, шамамен 20 гигаэлектронвольт маңында статистикалық тұрғыдан маңызды шың тапты.

Бұл сәулелену Галактика орталығын қоршаған сфералық симметриялы галоға сәйкес келеді. Зерттеуші ықтимал жүйелі белгісіздіктерді ескергенімен, 20 ГэВ аймағындағы шың сақталып отыр.

Сигнал сипаттамалары мен ықтимал түсіндірмелер

Гамма-фотондардың энергиясы массасы протоннан 500–800 есе үлкен бөлшектердің аннигиляциясына сәйкес келеді, ал вимптардың аннигиляция қимасының жылдамдыққа көбейтіндісі 5–8×10⁻²⁵ см³/с деп бағаланады. Тотани бұл мән бұрынғы басқа топтардың шектеулерінен жоғары екенін, бірақ бастапқы деректердегі белгісіздіктерді ескергенде мұндай нәтиже мүмкін деп санайды.

«Егер бәрі рас болса, менің білуімше, бұл адамзаттың қараңғы материяны алғаш рет “көргені”. Сонда ол бөлшектердің стандартты физика моделіне кірмейтін жаңа түрінен тұратыны анықталады, бұл астрономия мен физика үшін үлкен бетбұрыс болмақ», — дейді астроном.

Зерттеушінің басты дәлелі — ғылымға белгілі басқа астрофизикалық гамма-сәулелену көздері 20 гигаэлектронвольтта шың бере алмайды. Дегенмен, галактикалардағы жоғары энергиялы сәулелену көздері әлі толық зерттелмеген, сондықтан бұл саладағы жаңа ашылулар оның қорытындыларына күмән келтіруі мүмкін. Сонымен қатар, массасы 500–800 протонға тең вимптар жердегі үдеткіштерде әлі табылған жоқ, оларға іздеу үшін қомақты инвестиция салынғанына қарамастан.

Альтернативті гипотезалар және ғылыми қауымдастықтың скептицизмі

Соңғы жылдары астрофизиктер мен космологтардың көбі тек вимптардың ғана емес, жалпы қараңғы материяның бөлшектерден тұратынына да күмән келтіруде. Альтернативті гипотеза бойынша, қараңғы материя ықшам шар тәрізді қара құрдымдар шоғыры түрінде болуы мүмкін деген көзқарас 2020 жылдары танымал бола бастады.

---

Сурет: Галактика орталығына бағытталған гамма-сәулелену қарқындылығының картасы, болжамды қараңғы материя гало аймағынан басқа барлық нәрсені алып тастаған (әсіресе, галактикалық диск жазықтығы орналасқан сұр жолақ). © Tomonori Totani, Tokyo University