Ученые обнаружили избыток высокоэнергетических электронов в космическом излучении, которое достигает Земли в районе Антарктики. По словам исследователей, это явление может быть результатом аннигиляции частиц темной материи. Статья группы ученых из США, Германии, Китая и российского НИИЯФ (научно-исследовательский институт ядерной физики) при МГУ опубликована в журнале Nature.
В своей работе физики провели анализ данных, собранных проектом ATIC в период с 2000 по 2003 год. В его рамках исследователи запускали в районе Антарктики аэростаты со специальным оборудованием на борту на высоту примерно 35 километров. Приборы на аппаратах предназначались для изучения космического излучения, то есть потоков заряженных частиц из космоса.
В результате анализа авторам работы удалось установить, что в космическом излучении присутствует некоторый излишек электронов с высокими энергиями (300-800 гигаэлектронвольт). Так как эти элементарные частицы при движении в межзвездном пространстве теряют энергию достаточно быстро, то их источник должен располагаться совсем "рядом" с Солнечной системой. Подсчеты физиков показывают, что он может находится на расстоянии не более трех тысяч световых лет.
Что является источником, ученые объяснить пока не могут. Одним из возможных вариантов является какое-нибудь ранее незамеченное "экзотическое" космическое тело. Например, черная дыра средней величины. Источником электронов в этом случае будут являться процессы в аккреционном диске дыры. До настоящего времени подобных объектов астрономам обнаружить не удавалось, однако общая теория эволюции черных дыр предсказывает, что они должны быть. Другим вариантом является пульсар - нейтронная звезда, создающая вокруг себя сильнейшее магнитное поле, которое разгоняет электроны, сообщая им столь высокую энергию.
Однако наиболее интересным вариантам, по словам физиков, является темная материя. Эта загадочная субстанция, которая не участвует в электромагнитном взаимодействии, составляет большую часть массы Вселенной. До настоящего времени ведутся активные споры о природе частиц, из которых она состоит. По словам авторов исследования, их результаты в некотором смысле дополняют недавно опубликованные данные эксперимента PAMELA об обнаружении избытка высокоэнергетических позитронов (антиэлектронов) в космическом излучении. Одним из возможных объяснений избытка позитронов и электронов может служит аннигиляция частиц темной материи.
Более точно физики смогут ответить на вопрос о происхождении частиц к весне 2009 года. К этому времени орбитальный телескоп Ферми (бывший GLAST) соберет достаточно информации, чтобы проверить данные PAMELA и ATIC. Кроме этого новый телескоп сможет предоставить данные о гамма-излучении, которое также должно возникать во время аннигиляции частиц темной материи.