Темная материя может существовать в двух формах — новая модель объясняет загадку гамма-излучения

Физики предложили новую теоретическую модель, способную изменить подход к поиску темной материи — одной из самых загадочных составляющих Вселенной. Согласно расчетам, это вещество, на долю которого приходится около 85% всей материи, может существовать не в одной, а сразу в двух формах. Интерес к этой гипотезе связан с давним противоречием в астрофизических наблюдениях. С одной стороны, телескоп Fermi Gamma-ray Space Telescope фиксирует избыток гамма-излучения в центре Milky Way. С другой — аналогичный сигнал отсутствует в карликовых галактиках, хотя они считаются богатыми темной материей и должны демонстрировать похожие эффекты.

Классические модели предполагают, что частицы темной материи могут аннигилировать, сталкиваясь друг с другом и высвобождая энергию в виде гамма-квантов. Однако если это так, сигнал должен наблюдаться повсеместно. Отсутствие излучения в некоторых галактиках ставит под сомнение универсальность этого механизма. Новая модель предлагает иной сценарий. Согласно ей, темная материя состоит из двух типов частиц, и аннигиляция возможна только при их взаимодействии друг с другом. Это означает, что интенсивность излучения зависит не столько от общего количества вещества, сколько от его локального состава.

В центральных областях галактик, где плотность вещества выше и соотношение частиц более сбалансировано, вероятность столкновений возрастает. Именно поэтому там фиксируется избыток гамма-лучей. В карликовых галактиках ситуация может быть иной: если доминирует только один тип частиц, вероятность взаимодействия резко падает, и заметного излучения не возникает. Авторы работы подчеркивают, что сама вероятность аннигиляции не меняется — меняется лишь распределение частиц в зависимости от среды. Такой подход позволяет объяснить наблюдаемую разницу без отказа от базовых принципов физики частиц.

При этом новая модель не исключает альтернативных объяснений, включая вклад пульсаров или других астрофизических источников. Однако она предлагает проверяемую гипотезу, которую можно подтвердить или опровергнуть с помощью более точных наблюдений в будущем. Если идея о двух формах темной материи подтвердится, это станет важным шагом к пониманию структуры Вселенной. В таком случае ученые получат не только объяснение текущих аномалий, но и новый инструмент для поиска этой невидимой субстанции, которая до сих пор остается вне прямого наблюдения.