
Ученые впервые использовали Юпитер в качестве детектора темной материи
Темная материя — одна из самых загадочных и недоступных для наблюдения форм вещества во Вселенной. По оценкам астрономов, она составляет около 85% от всей массы материи, но не участвует в электромагнитном взаимодействии и не излучает свет. Единственный способ обнаружить ее существование — по ее гравитационному влиянию на видимые объекты, такие как звезды, галактики и кластеры.
Однако гравитация не единственный потенциальный канал связи темной материи с обычной. Некоторые теории предполагают, что частицы темной материи могут аннигилировать друг с другом, то есть уничтожаться с выделением энергии в виде гамма-квантов или других элементарных частиц. Если такие процессы действительно происходят, то они могут быть зарегистрированы с помощью специальных детекторов на Земле или в космосе.
Поиск аннигиляции темной материи сопряжен с большими трудностями. Во-первых, неизвестны масса и свойства частиц темной материи, а также вероятность их столкновений. Во-вторых, гамма-излучение может иметь и другие источники, такие как активные ядра галактик, сверхновые звезды, пульсары и т. д., которые создают фоновый шум и мешают выделить сигнал от темной материи.
Поэтому ученые ищут способы повысить чувствительность и точность своих экспериментов, используя различные стратегии и методы. Одна из таких стратегий заключается в использовании массивных астрономических объектов, таких как Солнце или Юпитер, в качестве естественных детекторов темной материи.
Идея состоит в том, что эти объекты за счет своей большой массы и малой температуры могут притягивать и удерживать частицы темной материи, которые попадают в них из окружающего пространства. Таким образом, внутри них может образовываться скопление темной материи, где повышается вероятность аннигиляции. Результатом таких процессов должно быть излучение гамма-квантов, которое можно обнаружить с помощью спутниковых или наземных телескопов.
Эта идея была предложена еще в 1980-х годах, но до недавнего времени не была проверена на практике. Причиной этого была отсутствие достаточно мощных и чувствительных гамма-телескопов, способных зарегистрировать слабый сигнал от аннигиляции темной материи на фоне других источников излучения.
Ситуация изменилась в 2008 году, когда на орбиту был выведен космический гамма-телескоп Fermi, предназначенный для наблюдения за высокоэнергетическими процессами во Вселенной. Этот телескоп имеет высокую чувствительность и разрешение в диапазоне энергий от 10 МэВ до 300 ГэВ и может обследовать всю небесную сферу за 3 часа.
Используя данные, собранные телескопом Fermi за 12 лет работы, международная группа ученых впервые провела поиск гамма-излучения от аннигиляции темной материи внутри Юпитера. Для этого они анализировали спектр и интенсивность излучения, исходящего от планеты, и сравнивали его с фоновым уровнем и теоретическими моделями.
Ученые не обнаружили никаких аномалий или избытков гамма-излучения, которые могли бы свидетельствовать о наличии темной материи в Юпитере. Это позволило им поставить жесткие ограничения на массу и сечение рассеяния частиц темной материи, а также на их взаимодействие с обычной материей. Полученные результаты согласуются с другими экспериментами по поиску темной материи и исключают большой класс теоретических моделей.
Это исследование демонстрирует, что Юпитер может быть полезным инструментом для изучения темной материи и ее свойств. В будущем ученые планируют продолжить наблюдения за этой планетой с помощью более мощных гамма-телескопов нового поколения, таких как CTA (Cherenkov Telescope Array), которые могут расширить диапазон энергий и повысить точность измерений. Также интерес представляют другие массивные объекты, такие как Солнце, Земля или даже Луна, которые также могут служить детекторами темной материи.
Однако гравитация не единственный потенциальный канал связи темной материи с обычной. Некоторые теории предполагают, что частицы темной материи могут аннигилировать друг с другом, то есть уничтожаться с выделением энергии в виде гамма-квантов или других элементарных частиц. Если такие процессы действительно происходят, то они могут быть зарегистрированы с помощью специальных детекторов на Земле или в космосе.
Поиск аннигиляции темной материи сопряжен с большими трудностями. Во-первых, неизвестны масса и свойства частиц темной материи, а также вероятность их столкновений. Во-вторых, гамма-излучение может иметь и другие источники, такие как активные ядра галактик, сверхновые звезды, пульсары и т. д., которые создают фоновый шум и мешают выделить сигнал от темной материи.
Поэтому ученые ищут способы повысить чувствительность и точность своих экспериментов, используя различные стратегии и методы. Одна из таких стратегий заключается в использовании массивных астрономических объектов, таких как Солнце или Юпитер, в качестве естественных детекторов темной материи.
Идея состоит в том, что эти объекты за счет своей большой массы и малой температуры могут притягивать и удерживать частицы темной материи, которые попадают в них из окружающего пространства. Таким образом, внутри них может образовываться скопление темной материи, где повышается вероятность аннигиляции. Результатом таких процессов должно быть излучение гамма-квантов, которое можно обнаружить с помощью спутниковых или наземных телескопов.
Эта идея была предложена еще в 1980-х годах, но до недавнего времени не была проверена на практике. Причиной этого была отсутствие достаточно мощных и чувствительных гамма-телескопов, способных зарегистрировать слабый сигнал от аннигиляции темной материи на фоне других источников излучения.
Ситуация изменилась в 2008 году, когда на орбиту был выведен космический гамма-телескоп Fermi, предназначенный для наблюдения за высокоэнергетическими процессами во Вселенной. Этот телескоп имеет высокую чувствительность и разрешение в диапазоне энергий от 10 МэВ до 300 ГэВ и может обследовать всю небесную сферу за 3 часа.
Используя данные, собранные телескопом Fermi за 12 лет работы, международная группа ученых впервые провела поиск гамма-излучения от аннигиляции темной материи внутри Юпитера. Для этого они анализировали спектр и интенсивность излучения, исходящего от планеты, и сравнивали его с фоновым уровнем и теоретическими моделями.
Ученые не обнаружили никаких аномалий или избытков гамма-излучения, которые могли бы свидетельствовать о наличии темной материи в Юпитере. Это позволило им поставить жесткие ограничения на массу и сечение рассеяния частиц темной материи, а также на их взаимодействие с обычной материей. Полученные результаты согласуются с другими экспериментами по поиску темной материи и исключают большой класс теоретических моделей.
Это исследование демонстрирует, что Юпитер может быть полезным инструментом для изучения темной материи и ее свойств. В будущем ученые планируют продолжить наблюдения за этой планетой с помощью более мощных гамма-телескопов нового поколения, таких как CTA (Cherenkov Telescope Array), которые могут расширить диапазон энергий и повысить точность измерений. Также интерес представляют другие массивные объекты, такие как Солнце, Земля или даже Луна, которые также могут служить детекторами темной материи.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас

Выяснилось, что суша вокруг Аральского моря... стремительно поднимается
И ученые сумели разгадать эту удивительную загадку природы....

В каменных гробницах древней Ирландии похоронены вовсе не те, о ком думали ученые
Генетический анализ переписывает историю неолита....

Тайна последнего Папы: сбудется ли пророчество XII века?
Три Петра, один престол: что об этом говорят историки и сам Ватикан?...

Что 220 дней в космосе сделали с 70-летним мужчиной?
Старейший астронавт NASA возвратился на Землю....

Застукали: антарктического гигантского кальмара впервые запечатлели в естественной среде
Прошёл век после открытия вида....

Невероятная история единственного человека, которому удалось проникнуть в Зону 51
Джерри Фримен не только выбрался оттуда, но и рассказал, что увидел....

«Двух монстров» засняли на камеру в знаменитом шотландском озере
Ученые не верят, но кого тогда видел очевидец?...

Американские военные приступили к строительству орбитального авианосца
Пентагон говорит, что это исключительно ради мира. Но эксперты прогнозируют военную эскалацию в космосе....

Оказывается, римляне периодически врали о своих победах в исторических хрониках
Недавно археологи обнаружили в Судане очередное яркое тому подтверждение....

Бетон в туннелях для автотранспорта гниёт удивительно быстро
Казалось бы прочный материал гложут микробы....

Китай испытал новейшую водородную, но не ядерную бомбу
Кто-то говорит, что это инновация, а кто-то, что такое уже было в СССР....

Ученые заставили человеческий глаз видеть совершенно новый цвет
Он называется оло, и его практически не описать словами....

Шимпанзе устраивают пьяные вечеринки
Похоже, у человека и близких видов это в крови....

Вороны еще раз подтвердили свою гениальность
Исследование показало, что эти птицы отлично распознают… геометрические фигуры....

Ученые доказали: вода на Земле не из космоса, а своя собственная
Она зародилась «автоматически». И это в корне меняет теорию жизни во Вселенной....

Нюхали чужие футболки: женщины полагаются на запах при выборе друзей
Наука требует странных опытов....