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
Таинственная «дверь» обнаружена в Антарктиде
Теория заговора против официальной науки: кто окажется прав?...
15 000 американских городов станут призраками в ближайшие десятилетия
Ученые уверены, что «там просто некому будет жить»....
Не по вкусу: комары пьют кровь не у всех подряд
Полезно понимать для защиты от опасных насекомых....
НЛО управляют армией беспилотников, которые следят за военными базами США
Загадочные дроны буквально терроризируют американских военных летчиков....
Странный случай: укус змеи подействовал на австралийца спустя 15 часов
Только 10% укушенных на самом деле получают дозу яда....
Собаки поднялись на новую ступень эволюции
Третья стадия одомашнивания — что это значит?...
20 млн жителей США могут остаться без воды
Великие озера поразила небывалая засуха....
Первые оседлые люди в Европе: в Сербии обнаружили дом возрастом 8000 лет
Обгорелое жилище перевернуло представления о ранних поселенцах....
Вспененный гель быстро останавливает кровотечение и снижает риск заражения
Учёные изобрели спасающую жизнь «повязку»....
Кошки могут понимать многие слова
Но для экспериментов голос хозяина произносил бессмыслицу....
Google срочно переходит на атомную энергию
АЭС опасны, но у Америки просто нет выхода....
Первая частная космическая станция появится на орбите в 2025 году
Комплекс, созданный с учетом проблем астронавтов, потянул на миллиард долларов....
Американские ученые отрицают ускорение глобального потепления
Формально, так и есть, но это ещё не всё....
Окаменелости в Индии рассказали о самом раннем случае разделки слонов людьми
Это произошло не менее 300 тысяч лет назад....
Детекторы ИИ ложно обвинили студентов в плагиате
Ничто не ново на всё 100%....
Режиссер фильма «Я, робот» утверждает, что Илон Маск крадет его идеи
Смех смехом, но новые проекты Маска удивительно похожи на кадры из фильма....