Астрономи зафіксували загадкові рентгенівські сигнали, що можуть бути частинками темної матерії

Вчені з Університету Алабами в Гантсвіллі повідомили про свіжі результати дослідження, яке може наблизити до пояснення природи темної матерії. У статті, опублікованій в The Astro­phys­i­cal Jour­nal Let­ters, йдеться про невідомі рентгенівські лінії у спектрах скупчень галактик, які можуть бути слідом так званої «розпадної темної матерії». Запропонована дослідниками теорія передбачає, що частинки темної матерії поступово розпадаються на легші, залишаючи слабкі електромагнітні сигнали.

За словами професора Мінга Сана з Коледжу наук Університету Алабами, скупчення галактик є оптимальними об’єктами для пошуку таких сигналів, адже близько 85% їхньої маси становить темна матерія. Для роботи команда використала дані телескопа XRISM — спільної місії JAXA, NASA та ESA. Його висока енергетична роздільність дозволяє фіксувати найслабші рентгенівські лінії, які залишаються невидимими для традиційних CCD-детекторів.

Особливу увагу приділили лінії на енергії близько 3,5 кеВ, яку вперше зафіксували ще у 2014 році. Вона не відповідає жодному з відомих атомів, таких як залізо чи кремній, і може бути пов’язана з розпадом гіпотетичних «стерильних нейтрино». Для перевірки цього припущення дослідники об’єднали майже три місяці спостережень XRISM.

Стерильні нейтрино, як пояснює Сан, — це теоретичні частинки, що взаємодіють лише через гравітацію. Вони могли б пояснити ненульову масу звичайних нейтрино та здатні розпадатися на два фотони з однаковою енергією, утворюючи саме такі рентгенівські сигнали.

Хоча експеримент не підтвердив остаточно існування стерильних нейтрино, він встановив найжорсткіші обмеження на їхню можливу масу в діапазоні 5–30 кеВ. Дослідники наголошують, що навіть якщо головним кандидатом на роль темної матерії залишаються WIMP-частинки, пошук альтернативних сценаріїв є критично важливим. У найближчі 5–10 років XRISM може або зафіксувати остаточний сигнал, або суттєво звузити параметри моделей темної матерії.