Вісімдесят п'ять відсотків всесвіту складається з темної матерії, але ми не знаємо, що саме це таке. Нове дослідження, проведене в Мічиганському університеті, Національній лабораторії Лоуренса в Берклі (Berkeley Lab) і Каліфорнійському університеті, виключило темну матерію з причин таємничих електромагнітних сигналів, що раніше спостерігалися від сусідніх галактик. До цієї роботи були великі надії, що ці сигнали дадуть фізикам вагомі докази, щоб допомогти ідентифікувати темну матерію.
Темну матерію не можна спостерігати безпосередньо, тому що вона не поглинає, не відображає і не випромінює світло, але дослідники знають, що вона існує через вплив, який вона чинить на іншу матерію. Нам потрібна темна матерія, щоб пояснити, наприклад, гравітаційні сили, які утримують галактики разом.
Фізики припустили, що частинка темної матерії - це близький родич нейтрино, звана стерильним нейтрино. Нейтрино - субатомні частинки без заряду і рідко взаємодіють з речовиною - виділяються під час ядерних реакцій, що відбуваються всередині Сонця.
Стерильні нейтрино (або інертні нейтрино) - це гіпотетичні частинки, які взаємодіють тільки через гравітацію і не взаємодіють через фундаментальні взаємодії Стандартної моделі. Термін стерильні нейтрино використовується, щоб відрізняти їх від відомих активних нейтрино в Стандартній моделі.
У них є невелика кількість маси, але ця маса не пояснюється Стандартною моделлю. Фізики припускають, що стерильне нейтрино, гіпотетична частинка, могла б складати цю масу і бути частинкою темною матерією.
Дослідники повинні бути в змозі виявити стерильне нейтрино, тому що воно нестабільно, розкладається на звичайні нейтрино і електромагнітне випромінювання. Щоб виявити темну матерію, фізики сканують галактики, щоб полювати на це електромагнітне випромінювання у формі рентгенівського випромінювання.
У 2014 році в результаті оригінальної роботи було виявлено надлишкове рентгенівське випромінювання сусідніх галактик і скупчень галактик. За словами вчених, емісія, мабуть, узгоджується з тією, яка виникає в результаті розпаду стерильного нейтрино темної матерії.
Тепер, метааналіз необроблених даних, отриманих космічним рентгенівським телескопом XMM-Newton об'єктів в Чумацькому Шляху за період 20 років, не знайшов доказів того, що стерильне нейтрино є частинкою темної матерії.
«Наші дані не означають, що темна матерія не є стерильним нейтрино, але це означає, що - всупереч тому, що було заявлено в 2014 році, - на сьогоднішній день немає експериментальних доказів, що вказують на її існування» - кажуть дослідники.
Хоча ця робота, на жаль, проливає холодну воду на те, що виглядало, як, можливо, перше свідчення мікроскопічної природи темної матерії, вона відкриває абсолютно новий підхід до пошуку темної матерії, який може призвести до відкриття в найближче майбутнє.