Разгадана тайна распределения гамма-излучения в Млечном Пути

	Группа астрофизиков разгадала тайну распределения гамма-излучения в нашей галактике Млечный Путь. Тогда как некоторые исследователи считали, что данное распределение предполагает наличие некой невидимой “темной материи”, группа исследователей из университета Калифорнии, Сан Диего, предложила объяснение, базирующееся на общепринятых физических моделях галактики. Новости СМИ2 ..

В двух независимых научных публикациях, самая последняя из которых печатается в десятом (июльском) выпуске журнала Physical Review Letters, астрофизики показывают, что такое распределение гамма-излучения можно, кстати говоря, объяснить распространением по галактике “позитронов антиматерии”, образующихся при радиоактивном распаде элементов, который порождается взрывами массивных звезд в галактике. Это означает, - сказали ученые, - что наблюдаемое распределение гамма-излучения не является доказательством в пользу темной материи.

“Это не такая великая тайна”, - отметил Ричард Лингенфельтер (Richard Lingenfelter), ученый- исследователь из Центра астрофизики и космических наук университета Калифорнии в Сан Диего, который проводил исследования совместно с Ричардом Ротшильдом (Richard Rothschild), ученым-исследователем из того же университета Калифорнии в Сан Диего (UCSD), и Джеймсом Хайгдоном (James Higdon), профессором физики в колледжах Кларемонта. “Наблюдаемое распределение гамма-излучения, на самом деле, вполне согласуется со стандартной картиной”.

Данные измерений гамма-излучения, выполненных европейским спутником - международной гамма -астрономической лабораторией ИНТЕГРАЛ (INTEGRAL) за последние пять лет, привели астрономов в недоумение, заставив некоторых из них утверждать, что “великая тайна” возникла только потому, что распределение этого гамма-излучения в различных областях галактики Млечный Путь было совсем не таким, которого можно было бы ожидать.

Для объяснения первопричины, порождающей эту тайну, некоторые астрономы выдвинули гипотезу о том, что существуют разные виды темной материи, которая, как допускают астрономы, существует - вследствие необычных гравитационных воздействий на видимую материю, такую как звезды и галактики - но еще пока не обнаружена.

Что доподлинно известно, так это то, что наша галактика - и другие - заполнена микроскопическими субатомными (элементарными) частицами, называемыми позитронами, которые в антиматерии являются аналогами обычных, широко известных электронов. Когда электрон и позитрон сталкиваются друг с другом в космосе, две частицы аннигилируют с высвобождением энергии в виде гамма-излучения. Иными словами, электрон и позитрон перестают существовать, зато появляются два или три гамма-кванта.

”Эти позитроны рождаются при скоростях, близких к скорости света, и путешествуют долгие световые тысячелетия прежде, чем произойдет достаточное их замедление в плотных облаках газа, дающее им шанс соединиться с электроном и аннигилировать в смертельном танце”, объясняет Хайгдон (Higdon).

“Их замедление происходит вследствие сопротивления, оказываемого другими частицами во время их путешествия через космос. Движению позитронов также мешают многочисленные флуктуации в галактическом магнитном поле, которые отбрасывают их назад и вперед в момент прохождения. Все это следует учитывать при расчете среднего расстояния, которое позитроны преодолели, перемещаясь от мест их рождения при взрыве сверхновых”.

”Одни позитроны направляются к центру Галактики, другие - к периферийным сокровищам Млечного Пути, которые носят название галактического гало, а некоторые попадают в спиральные рукава”, - заметил Ротшильд (Rothschild). “Пока подсчитать все это детальным образом не под силу даже самым скоростным суперкомпьютерам, поэтому нам было проще использовать те сведения, которые нам уже известны, например, в отношении того, как электроны перемещаются по солнечной системе, а также наши умозаключения об их перемещении в других местах в космосе, чтобы оценить, каким образом их аналоги в антиматерии проходят через галактику”.

Ученые рассчитали, что большая часть гамма-излучения должна быть сосредоточена во внутренних регионах галактики, именно так, как это демонстрируют данные, полученные со спутника, сообщила группа исследователей в статье, опубликованной в прошлом месяце в Астрофизическом журнале.

“Наблюдаемое распределение гамма - излучения согласуется со стандартной картиной, наблюдаемой в случае, когда источником позитронов является радиоактивный распад изотопов никеля, титана и алюминия, образованных в момент взрыва сверхновых звезд более массивных, чем Солнце” , - сказал Ротшильд (Rothschild).

В своей совместной статье, напечатанной в еженедельном выпуске Physical Review Letters, ученые указывают на то, что основная посылка одного или более экзотических объяснений по поводу предполагаемой тайны - распадов или аннигиляций темной материи - не выдерживает критики, поскольку предполагает, что позитроны аннигилируют на очень близком расстоянии от взорвавшихся звезд, породивших их.

“Мы наглядно продемонстрировали, что это не так, и что распределение гамма-излучения, наблюдаемое со спутника, оборудованного техникой, регистрирующей гамма-излучение, не является выявлением или индикатором ‘сигнала темной материи’ ” , - сказал Лингенфельтер ( Lingenfelter).

Оригинальный источник: University of Arizona News Release