Клуб любителей авиации Сибири

Ученые обнаружили, что Земля подвергается бомбардировке электронами высоких энергий со стороны расположенного близко к Солнечной системе таинственного объекта, возможно состоящего из темной материи, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature группой исследователей из Китая, Германии, США, а также из российского НИИ ядерной физики МГУ.

«Это большое открытие. Впервые мы обнаружили дискретный источник космических лучей, выделяющийся из общегалактического фона», — говорит один из авторов исследования Джон Вефел (John Wefel) из Университета Луизианы, слова которого приводятся в сообщении НАСА.

Галактическими космическими лучами называют потоки элементарных частиц — протонов, нейтронов и электронов, а также заряженных ионов, летающих со скоростями. Как полагают ученые, большинство из них ускоряется почти до скорости света во время взрыва сверхновых звезд и других подобных событий. Они летят в сторону Земли со всех направлений.

Авторы исследования изучали космические лучи с помощью специальных детекторов, которые поднимали в стратосферу над Антарктикой с помощью аэростатов. Детектор ATIC, как и ожидали ученые, зафиксировал обычную для космических лучей смесь протонов и ионов, но обнаружил и необычное явление — избыток электронов высоких энергий.

Вефел сравнил это с ситуацией на дороге, где среди обычных машин вдруг появляется сразу десяток роскошных «Ламборджини». «Вы не ожидаете увидеть так много спортивных машин на дороге — или так много электронов высоких энергий в космических лучах», — говорит он.

В течение пяти недель наблюдений в 2000 и 2003 годах детектор зафиксировал 70 электронов с энергиями от 300 до 800 гигаэлектронвольт.

«Источник этих экзотических электронов должен находиться относительно близко к Солнечной системе — не дальше килопарсека», — говорит соавтор исследования Джим Адамс (Jim Adams) из Центра НАСА имени Маршалла.

Он поясняет, что электроны, летящие сквозь космос, быстро теряют энергию при столкновениях с фотонами и от воздействия галактического магнитного поля.

Некоторые из авторов исследования полагают, что источник энергичных электронов находится в нескольких сотнях парсек от Земли. Один парсек равен примерно трем световым годам, диаметр нашей галактики составляет около 30 тысяч парсек.

«К несчастью, мы не можем указать положение источника электронов на небе», — говорит Вефел. Хотя детектор ATIC может отслеживать направление, откуда прилетела частица, но он сам находится в гондоле аэростата, летящего и вращающегося по воле ветра.

Одним из возможных объяснений происхождения загадочных электронов может быть близко расположенный пульсар, или черная дыра — они способны ускорять электроны до этих энергий.

Другим возможным источником электронов может быть темная материя. Существует класс физических теорий, так называемых теорий Калуцы — Клейна, с помощью которых физики пытаются объединить гравитацию и другие фундаментальные взаимодействия, — электромагнитное, слабое, сильное, вводя дополнительные пространственные измерения.

Одним из объяснений природы загадочной темной материи — материи, которая никак не взаимодействует с обычным веществом, обнаруживая себя только гравитацией — служит утверждение, что ее частицы находятся как раз в этих «лишних» измерениях.

Частицы темной материи, согласно теории Калуцы — Клейна, могут аннигилировать друг с другом, порождая фотоны и электроны высоких энергий, которые и фиксирует детектор ATIC.

«Наши данные можно объяснить существованием по соседству с Солнечной системой облака или сгустка темной материи. В частности, теория Калуцы — Клейна говорит о существовании частиц с энергией 620 гигаэлектронвольт, которые могут при аннигиляции порождать электроны такой же энергии, как и те, что мы наблюдали», — говорит Вефел.

Ученые надеются, что гамма-телескоп «Ферми» поможет обнаружить источник загадочных электронов.