Ученые выяснили, что порождает загадочные гамма-лучи в центре Галактики

Загадочное гамма-излучение, исходящее из центра Галактики, порождает не распадающаяся темная материя, а внегалактические космические лучи, которые тормозятся гигантской электромагнитной "ловушкой" пока неизвестной природы, сообщает НАСА.

"Космические лучи сверхвысоких энергий проводят в центре Галактики гораздо больше времени, чем мы считали раньше, и поэтому они сильнее влияют на гамма-свечение Галакики, чем предполагали наши коллеги", - рассказывает Альфредо Урбано (Alfredo Urbano) из Национального института ядерной физики в Триесте (Италия).

Урбано и другие ученые из коллаборации "Ферми" уже несколько лет расследуют одну из самых главных загадок Галактики - почему ее центральная часть вырабатывает заметно больше гамма-излучения в высокоэнергетической части спектра, чем предсказывают расчеты, основанные на плотности распределения звезд и активности в центре черной дыры.

Этот феномен, открытый телескопом "Ферми" в 2009 году, заставил многих ученых считать избыток гамма-квантов следствием распада частиц темной материи в центре Млечного Пути. Поэтому астрофизики и космологи постоянно следят за центральной частью Галактики, пытаясь подтвердить или опровергнуть эту идею, а также ищут аналогичные следы гамма-излучения в ядрах других галактик.

С точки зрения астрофизики, для опровержения необходимо показать, что гамма-фотоны из центра Млечного Пути летят к нам от точечных источников света, которыми могут быть пульсары или иные компактные объекты. Если же их порождают распадающиеся частицы темной материи, избыточное излучение будет распределено по небу равномерно.

Урбано и его коллеги обнаружили неожиданный источник этих лучей, на долю которого приходятся почти все излишки гамма-излучения в центре Галактики, наблюдая за ним при помощи "Ферми" и наземного телескопа HESS, предназначенного для изучения самой высокоэнергетической части гамма-диапазона.

Сравнивая и объединяя данные, полученные "Ферми" и HESS, ученые заметили, что оба телескопа, несмотря на серьезные различия в диапазонах их работы, видят фактически один и тот же источник гамма-фотонов, вырабатывающий как относительно мягкое, так и сверхмощное гамма-излучение.

Пытаясь понять, что могло породить и слабые, и мощные гамма-фотоны, научная команда "Ферми" обратила внимание на то, что похожим спектром излучения будут обладать частицы света, порождаемые сверхмощными космическими лучами, протонами, разогнанными до 90% от скорости света, сталкивающимися с другими частицами материи в центре Млечного Пути.

Почему так происходит, ученые пока не знают - теория предсказывает, что космические лучи высоких энергий должны гораздо реже сталкиваться с материей центра Млечного пути, чем это происходит на самом деле. Пока известно лишь то, что их источник расположен рядом с Sgr A*, сверхмассивной черной дырой Галактики, и имеет компактную природу.

Ученые планируют проверить свои предположения, наблюдая за другими частицами, которые рождаются в ходе этих столкновений - нейтрино высоких энергий. Если IceCube и другие телескопы, способные видеть эти частицы, увидят то, что большая часть таких частиц исходит из центра Галактики, то тогда десятилетняя тайна "лишних" гамма-лучей будет решена, заключают авторы статьи.