
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

Планшет, пролежавший в Темзе пять лет, помог раскрыть серию запутанных преступлений
Эксперты говорят: даже вода не смогла стереть цифровые следы....

«Инопланетяне» на Земле? Древние 8-метровые «грибы» оказались совершенно неизвестной формой жизни
Вот уже 180 лет подряд живые «башни» ставят в тупик всю науку....

«Шерстистый дьявол» обнаружен в пустыне, на границе Мексики и США
Ученые говорят: такой уникальной находки не было последние полвека....

Американские спецслужбы скрывают правду о самой древней из библейских реликвий?
Экстрасенс ЦРУ предупредил: Ковчег Завета убьет каждого, кто к нему прикоснется....

Похоже, что проблема космического мусора в скором времени будет решена раз и навсегда
Новая технология не только очистит космос, но и поможет спутникам работать втрое дольше....

Скрытые миллиарды: население Земли оказалось гораздо больше, чем считалось
Новые исследования бросают вызов официальным демографическим данным....

Почему мы не помним себя младенцами? Новое исследование дало ответы
Возможно, помним, но «ларчик» заперт....

Археологи ликуют: в Испании нашли рисунки, которые старше человечества!
200 000-летняя находка заставит пересмотреть учебники....

iPhone, давай до свидания! Илон Маск презентовал инновационный смартфон PhoneX
Это устройство слишком прекрасно для нашей реальности....

Астрофизики рассказали, почему Вселенная замедляется вопреки предсказаниям Эйнштейна
Если открытие DESI и ослабление темной энергии подтвердится, учебники придется переписать....

Ученые поражены: мыши, как спасатели, оживляют своих сородичей, попавших в беду
Открытие, от которого дрогнет даже самое черствое сердце....

Кислород устарел! Ученые нашли новый ключ к внеземной жизни
Гицеанические миры могут стать новой надеждой астрофизиков....

Самые массовые и дикие розыгрыши на 1 апреля в мировой истории
Это вам не просто «вся спина белая»....

На 100 000 лет раньше людей: ученые рассказали, кто устроил первые похороны на планете
Загадочные карлики Homo naledi, чей мозг был размером с апельсин, оказались не глупее нас с вами....

Секретная мутация гена: оказалось, ее имеют все обитатели Марианской впадины
Поразительное открытие китайских ученых может изменить всю теорию эволюции....

10 лет за 48 часов: ИИ полностью переиграл ученых в поисках секрета супербактерий
Однако эксперты предупреждают: нейросети не только ускоряют науку, они запросто могут столкнуть нас в пропасть....