Космический «радиошум» указал на присутствие тёмной материи

Группа физиков из Италии и Испании показала, что неожиданные результаты эксперимента ARCADE, авторы которого провели радионаблюдения большого участка неба на частотах в 3–90 ГГц, легко моделируются при учёте аннигиляции или распада относительно лёгких частиц тёмной материи.

Группа итальянских и испанских физиков представила свою интерпретацию данных эксперимента ARCADE, важная роль в которой отводится частицам тёмной материи — вимпам.

Целью ARCADE были радионаблюдения довольно большого участка неба — кольца радиусом в 30 и шириной в 20 градусов — на частотах в 3–90 ГГц. Завершив измерения и обработав их результаты, учёные обнаружили неожиданно мощный изотропный (ненаправленный) компонент излучения. Теоретики пытались связать этот космический «радиошум» со сверхновыми, квазарами, обычными звездообразующими галактиками, но особых успехов не добились.

Измерительная аппаратура ARCADE поднимается на заданную высоту в ~35 км. (Иллюстрация НАСА / ARCADE / Roen Kelly.)
Измерительная аппаратура ARCADE поднимается на заданную высоту в ~35 км. (Иллюстрация НАСА / ARCADE / Roen Kelly.)

Авторы новой работы показали, что измерения ARCADE легко моделируются при учёте аннигиляции вимпов, которая должна приводить к образованию электронов и позитронов. Последние и становятся источниками «радиошума», перемещаясь по искривлёнными магнитным полем траекториям и испуская синхротронное излучение. Аналогичный эффект появления «дополнительных» заряженных частиц можно получить в модели, описывающей распады вимпов.

Интересно, что вимпы, лучше всего подходящие для описания данных ARCADE, имеют относительно малую массу в ~10 ГэВ. Такие параметры хорошо согласуются с результатами экспериментов DAMA, CoGeNT и CRESST, направленных на прямую регистрацию частиц тёмной материи, но противоречат сообщениям некоторых других коллабораций (XENON100, CDMS-II), не обнаруживших никаких следов лёгких вимпов. Совсем недавно мы также рассматривали астрофизические оценки массы вимпа по данным гамма-телескопа «Ферми», исключавшие область малых масс.

Поскольку вимпы остаются чисто теоретической конструкцией, многие параметры которой можно варьировать, коллеги авторов не считают новую интерпретацию убедительной, отмечая при этом её простоту и стройность. Возможно, истинность предложенной модели подтвердят будущие наблюдения на радиотелескопе SKA, который должен приступить к работе в 2020-м.

Область неба, изученная ARCADE. Плоскость Млечного Пути проходит по центру изображения. (Иллюстрация НАСА / ARCADE.)
Область неба, изученная ARCADE. Плоскость Млечного Пути проходит по центру изображения. (Иллюстрация НАСА / ARCADE.)

Полная версия отчёта будет опубликована в журнале Physical Review Letters; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv.

Подготовлено по материалам Physicsworld.Com.

5 Декабря 2011, 18:19    Den    4429    0

Нет комментариев.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите или зарегистрируйтесь пожалуйста.