Всесвіт переважно складається з невидимої субстанції, що визначає структуру галактик та динаміку зоряних систем. Протягом десятиліть фундаментальна фізика прагне розгадати природу темної матерії, еволюціонуючи від концепцій полів до пошуку конкретних елементарних частинок. Ключем до розгадки може стати специфічний гамма-спалах, що виникає внаслідок анігіляції цих частинок. Останні аналізи даних із космічного телескопа Fermi надають одні з найпереконливіших опосередкованих доказів існування цієї невловимої матерії.
Сучасна космологія вже давно виходить із тези про те, що темна матерія представлена частинками зі слабкою взаємодією. Проте питання про природу цієї частинки залишається відкритим. Найбільшого впливу й надалі зберігає гіпотеза про вімпи (WIMP — Weakly Interacting Massive Particles). Ці частинки майже не взаємодіють зі звичайною речовиною, що робить їхнє виявлення традиційними методами практично неможливим. Єдиний надійний спосіб «побачити» їх — зафіксувати вторинні ефекти їхньої взаємодії, зокрема процес анігіляції, що супроводжується потужним і характерним випромінюванням у гамма-діапазоні.
Астрофізики з Китайської академії наук провели ретельний ревізійний аналіз архівних даних космічного гамма-телескопа Fermi. У їхньому розпорядженні опинився масив спостережень за 15,5 років, зібраний інструментом Fermi-LAT. Метою пошуку стали так звані гамма-лінії — вузькі спектральні сплески, які різко виділяються на тлі загального шуму. На відміну від більшості астрофізичних джерел, що генерують широкий спектр випромінювання, анігіляція вімпів має залишати чіткий, майже монохроматичний «відбиток пальця».
Дослідники зосередилися на 13 масивних скупчень галактик, розташованих у відносній близькості до нас. Найвиразніший сигнал було зафіксовано в напрямку скупчень Діви, Печі та Змієносця. Результати аналізу засвідчили наявність незвично вузької лінії випромінювання з енергією близько 43,2 Гев. З погляду теоретичної фізики, така енергія безпосередньо корелює з масою гіпотетичних вімпів, перетворюючи цей сигнал на потенційний доказ їхнього існування.
Однак у науці про високі енергії діє суворий стандарт верифікації. Для того щоб сигнал був визнаний повноцінним відкриттям, його статистична значущість має досягти порогу в 5$\sigma$ (п'ять сигма), що практично виключає ймовірність випадкового збігу. У цьому випадку вчені отримали значення 4,3$\sigma$ для трьох найактивніших скупчень і 3,7$\sigma$ для всієї вибірки. Попри високий ступінь переконливості, цього недостатньо для офіційного проголошення відкриття.
На поточному етапі сигнал інтерпретується не як остаточне виявлення темної матерії, а як аномалія, яку неможливо пояснити в межах стандартних астрофізичних моделей. Це ставить перед науковою спільнотою серйозний виклик: або ми маємо справу з більш складною моделлю темної матерії, ніж передбачалося раніше, або в глибокому космосі існує невідомий досі тип астрофізичних об'єктів, здатних імітувати сигнатуру вімпів. У будь-якому разі, виявлена лінія потребує незалежної перевірки та нових даних, які могли б остаточно розсунути межі нашого розуміння устрою всесвіту.
Кінець ери Falcon 9
