Темна матерія знову у центрі уваги.
Або, принаймні, її остаточно не зняли з порядку денного. Протягом багатьох років астрономи вдивлялися в дивну серпанок гамма-випромінювання, що огортає центр Чумацького Шляху, і сперечалися про те, чи це результат повільного розпаду невидимої матерії або просто скупченням нейтронних зірок, які ніхто не поспішав виявляти.
Наразі міжнародна команда вчених на чолі з представниками Віденського університету та Національної лабораторії Берклі застосувала потужні обчислювальні ресурси для вирішення цієї проблеми.
Вони використали машинне навчання. Зокрема, щоб аналізувати дані довше та ретельніше, ніж попередні дослідницькі групи. Їх нова стаття, опублікована в журналі Physical Review Letters, вказує на те, що хоча остаточної відповіді ми поки не отримали, списувати темну матерію з рахунків не можна. У жодному разі.
Тісна кімната
Давайте назвемо це явище «Надлишковим випромінюванням центру Галактики» (Galactic Center Excess). Це технічна назва для слабкого сферичного гамма-світлення, що тягнеться на тисячі світлових років. Воно знаходиться прямо в серці нашої галактики, що створює основну проблему.
Там яскраво.
Там тісно.
Це все одно, що намагатися почути шепіт на рок-концерті.
Одна школа думки стверджує, що це світіння виникає під час анігіляції темної матерії — складного теоретичного процесу, при якому частки зустрічаються і перетворюються на світло. Інший табір вважає, що джерелом є мілісекундні пульсари. Це нейтронні зірки, що швидко обертаються: швидкі, маленькі і в основному приховані від прямого спостереження.
Багаторічні стандартні аналізи, здавалося, підтримували версію з пульсарами. Вони виглядали як окремі джерела, лише розмиті через відстань. Темна матерія почала здаватися аутсайдером у цій суперечці.
«Інтерпретація сигналу утруднена через виняткову яскравість центру Галактики» — Флоріан Ліст, Віденський університет
Стандартна статистика втратила щось важливе.
Недостатній елемент
Попередні аналізи відстежували лише те, куди потрапляли фотони. Все.
Ігнорувалась енергія, яку несе кожен окремий фотон.
Це схоже на опис пісні, але при відмові говорити про мелодію. Можна відстежити ритм без нот, але ви так і не впізнаєте мелодію.
Щоб усунути цю сліпу зону, дослідники навчили систему машинного навчання більш ніж на одному мільйоні змодельованих знімків гамма-випромінювання. Вперше вони розглядали місце розташування і енергію одночасно. Більше повна картина. Більш гострий об’єктив.
І який результат?
Він перевертає ситуацію з ніг на голову.
Якщо ці точки світла дійсно є мілісекундними пульсарами, то математика диктує, що вони мають бути неймовірно тьмяними. Ми говоримо про таку слабкість, коли вони ледь виділяються на тлі фонового шуму.
Океан невидимих зірок?
Ось у чому проблема.
Якщо ці тьмяні спалахи — пульсари, то їх має бути велика кількість.
Нік Родд із Берклі перевірив цифри. Йдеться не про кілька тисяч, як передбачалося раніше.
Нам необхідно щонайменше 35 000 джерел випромінювання. Згрупованих прямо у центрі.
«Джерела повинні бути практично не відрізняються від анігілюючої темної матерії».
П’ятдесят тисяч. Це безліч мертвих зірок, упакованих у ядро галактики. Це здається переповненим. Занадто тісно?
Природі дійсно подобається кластеризувати п’ятдесят тисяч об’єктів, що швидко обертаються в одній вузькій точці?
Ми не знаємо.
Нові дані послаблюють головний аргумент проти темної матерії. Вони усувають просте пояснення: це просто невирішені яскраві пульсари.
Чи доводить це, що свічення викликає темна матерія? Ні.
Доведіть це наступного разу.
Це лише означає: перестаньте сміятися з історії про привид. Можливо, це привид. А може, й натовп. Ми все ще шукаємо у темряві, але тепер у нас є найкращий ліхтарик.
Нам слід було додати дані про енергію набагато раніше. Мабуть, так.
