Космічний «радіошум» указав на присутність темної матерії

Група фізиків з Італії та Іспанії показала, що несподівані результати експерименту ARCADE, автори якого провели радіоспостереження великої ділянки неба на частотах 3–90 ГГц, легко моделюються з урахуванням анігіляції або розпаду відносно легких частинок темної матерії.

Група італійських та іспанських фізиків представила свою інтерпретацію даних експерименту ARCADE, у якій важливу роль відведено частинкам темної матерії — вімпам.

Метою ARCADE були радіоспостереження досить великої ділянки неба — кільця радіусом 30 і завширшки 20 градусів — на частотах 3–90 ГГц. Завершивши вимірювання й опрацювавши їхні результати, вчені виявили несподівано потужну ізотропну (неспрямовану) компоненту випромінювання. Теоретики намагалися пов'язати цей космічний «радіошум» із надновими, квазарами, звичайними галактиками із зореутворенням, але особливих успіхів не досягли.

Вимірювальна апаратура ARCADE піднімається на задану висоту ~35 км. (Ілюстрація НАСА / ARCADE / Roen Kelly.)

Автори нової роботи показали, що вимірювання ARCADE легко моделюються з урахуванням анігіляції вімпів, яка має приводити до утворення електронів і позитронів. Саме вони стають джерелами «радіошуму», рухаючись викривленими магнітним полем траєкторіями й випускаючи синхротронне випромінювання. Аналогічний ефект появи «додаткових» заряджених частинок можна отримати в моделі, що описує розпади вімпів.

Цікаво, що вімпи, які найкраще підходять для опису даних ARCADE, мають відносно малу масу ~10 ГеВ. Такі параметри добре узгоджуються з результатами експериментів DAMA, CoGeNT та CRESST, спрямованих на пряму реєстрацію частинок темної матерії, але суперечать повідомленням деяких інших колаборацій (XENON100, CDMS-II), які не виявили жодних слідів легких вімпів. Зовсім нещодавно ми також розглядали астрофізичні оцінки маси вімпа за даними гамма-телескопа «Фермі», які виключали область малих мас.

Оскільки вімпи залишаються суто теоретичною конструкцією, багато параметрів якої можна варіювати, колеги авторів не вважають нову інтерпретацію переконливою, водночас відзначаючи її простоту й стрункість. Можливо, істинність запропонованої моделі підтвердять майбутні спостереження на радіотелескопі SKA, який має розпочати роботу у 2020-му.

Ділянка неба, досліджена ARCADE. Площина Чумацького Шляху проходить через центр зображення. (Ілюстрація НАСА / ARCADE.)

Повну версію звіту буде опубліковано в журналі Physical Review Letters; препринт статті можна завантажити із сайту arXiv.

Підготовлено за матеріалами Physicsworld.Com.

Лише зареєстровані користувачі можуть залишати коментарі. Увійдіть або зареєструйтеся.