Астрономи довели, що зіткнення галактик могло змінити форму темної матерії у центрі Чумацького Шляху

Нове дослідження німецьких і британських астрофізиків пропонує переконливе пояснення загадкового гамма-випромінювання в центрі Чумацького Шляху. За допомогою новітніх космологічних симуляцій учені дійшли висновку, що темна матерія може бути ключем до розгадки цього явища — випромінювання, яке десятиліттями залишалося однією з найбільших таємниць у спостережній астрономії.

Команду очолив доктор Муріц Муру з Інституту астрофізики Лейбніца в Потсдамі (AIP) разом із колегами Ноамом Лібескіндом і Стефаном Ґоттльобером. До роботи також долучилися професори Єгуда Гофман із Єврейського університету в Єрусалимі та Джозеф Сілк з Оксфорда. Результати дослідження опубліковані у журналі Phys­i­cal Review Let­ters.

Дослідники знову звернулися до старої загадки — так званого “надлишку гамма-випромінювання галактичного центру” (Galac­tic Cen­ter Excess), який спостерігається за даними телескопа NASA Fer­mi. Цей сплеск високоенергетичного світла в центрі галактики довгий час розглядали як можливий слід зіткнення частинок темної матерії, які при анігіляції виділяють гамма-промені. Проте попередні спостереження показували, що форма випромінювання не цілком збігається з теоретичними розподілами темної матерії, що змушувало науковців припускати альтернативу — наприклад, рій старих швидко обертових нейтронних зір, відомих як міллісекундні пульсари.

Використовуючи симуляції Hes­tia, команда змоделювала, як формувався Чумацький Шлях — від ранніх злиттів галактик до сучасної структури. Виявилося, що минулі зіткнення могли змінити форму та щільність темної матерії у центрі галактики, зробивши її асиметричною, але більш схожою на розподіл, який бачить телескоп Fer­mi.

“Історія колізій і зростання Чумацького Шляху залишила чіткі відбитки в тому, як розташована темна матерія в його серці,” — зазначають автори. “Коли ми враховуємо ці зміни, гамма-сигнал набагато краще узгоджується з моделями, де його походження пояснюється саме темною матерією.”

Хоча дослідження не ставить крапку у суперечці між прихильниками “темної матерії” та “пульсарної” гіпотези, воно повертає темну матерію у статус головного кандидата. Майбутні обсерваторії, зокрема Cherenkov Tele­scope Array, допоможуть перевірити це припущення, спостерігаючи гамма-промені ще вищих енергій. Як підкреслюють автори, “або ми підтвердимо, що темна матерія залишає спостережуваний слід, або отримаємо нове розуміння самої структури нашої галактики.”