Темная материя остается одной из главных загадок Вселенной. Мы знаем, что она есть — иначе галактики вращались бы совершенно иначе, чем мы наблюдаем. Но что это за субстанция? Ученые десятилетиями ищут ответ, и теперь команда из Токийского столичного университета под руководством Вэнь Иня сделала значительный шаг вперед, используя новейшую инфракрасную спектроскопию и телескоп Magellan Clay в Чили.
Они сфокусировались на аксионоподобных частицах (ALP), одном из возможных кандидатов на роль темной материи. Ведущие теории предполагают, что ALP могут спонтанно распадаться, испуская слабые вспышки света в инфракрасном диапазоне. Однако инфракрасное излучение — это настоящий хаос сигналов: от зодиакального света до атмосферного свечения. Чтобы выделить полезные данные, команда применила новую методику анализа, позволяющую отличить специфический свет распада частиц от фонового шума.
С помощью инфракрасного спектрографа WINERED ученые исследовали галактики Leo V и Tucana II и не зафиксировали распада ALP. Однако это не разочарование, а наоборот — огромный прорыв. Они смогли установить новые верхние границы частоты распада этих частиц, а значит, расширили минимальное возможное время жизни ALP до 10²⁵–10²⁶ секунд. Это в 10–100 миллионов раз больше возраста Вселенной!
Почему это важно? Во-первых, это самый строгий на данный момент предел времени жизни темной материи. Во-вторых, работа демонстрирует, что современные инфракрасные спектрографы, включая NIRSpec на телескопе Джеймса Уэбба, могут стать мощным инструментом в поиске темной материи.
Хотя исследование пока не привело к окончательному открытию, ученые зафиксировали аномалии в данных. Это может быть намеком на то, что они уже на правильном пути. С новыми телескопами, улучшенными методиками и большим количеством наблюдений человечество, возможно, наконец-то приблизится к разгадке самой большой тайны Вселенной.
