Гипотеза о наличии признаков темной материи в пределах Млечного Пути не нашла подтверждения

Орбитальная обсерватория INTEGRAL (изображение Европейского космического агентства)

Как известно, фотоны с энергией 511 кэВ образуются в результате аннигиляции позитронов. Источником этих частиц служит β⁺-распад (радиоактивный распад атомного ядра, обусловленный превращением протона в нейтрон и сопровождающийся вылетом позитрона и появлением нейтрино) ядер ⁵⁶Ni, ⁴⁴Ti и ²⁶Al; наибольший вклад вносит изотоп ⁵⁶Ni, распад которого завершается — транзитом через ⁵⁶Co — на стабильном изотопе железа ⁵⁶Fe.

Появившиеся в последние годы результаты измерений параметров гамма-излучения с указанной энергией, выполненные с помощью спектрометра орбитальной обсерватории INTEGRAL, удивили астрономов: значения плотности потока фотонов, определенные в областях балджа и диска Млечного Пути, слишком сильно отличались друг от друга. Некоторые исследователи поспешили заявить, что в районе балджа должен располагаться некий неизвестный источник дополнительных позитронов — темная материя.

Авторы рассматриваемой работы считают, что наблюдаемое распределение объясняется довольно просто: для этого необходимо рассмотреть особенности распространения позитронов. «В начале своего пути эти частицы имеют скорость, близкую к скорости света, — объясняет один из участников исследования Джеймс Хигдон (James Higdon). — Они преодолевают тысячи световых лет и лишь после этого замедляются настолько, что у них появляется шанс аннигилировать. На их продвижение оказывают влияние другие частицы и флуктуации магнитного поля Галактики. Все эти факторы необходимо учитывать при вычислении средней «дистанции жизни» позитрона».

Как показали расчеты ученых, именно во внутренних областях Млечного Пути плотность потока аннигиляционных фотонов должна быть наибольшей, что полностью согласуется с экспериментальными данными. Авторы также продемонстрировали несостоятельность аргументов сторонников «теории темной материи»: в ее основу были положены заниженные значения среднего расстояния, преодолеваемого позитроном до аннигиляции.

Работа исследователей разбита на две части: первая была опубликована в издании The Astrophysical Journal, а вторая появится в журнале Physical Review Letters. Препринты обеих статей (первой и второй) можно скачать с сайта arXiv.

Подготовлено по материалам Калифорнийского университета в Сан-Диего.

Оригинал статьи находится на сайте Компьюлента