Нейтрино в космическом пространстве могут быть порождением тёмной материи

Нейтрино из глубокого космоса, которые были обнаружены с 1980-х годов, могут появляться благодаря таинственной тёмной материи. Это могло бы объяснить загадочные особенности этих частиц - и необычную тёмную материю.

Нейтрино, призрачные субатомные частицы, регулярно создаются на Солнце и на Земле, но кроме тех, что видели после взрыва сверхновой в 1987 году, ни одна не была обнаружена за пределами Солнечной системы.

В начале этого года, нейтринная обсерватория IceCube, которая находится на Южном полюсе, сообщила о двух нейтрино из глубокого космоса. Они получили название Берт и Эрни, каждая обладает массой около 1 петаэлектронвольт (10¹⁵ электронвольт). Далее быстро последовали сообщения о большом количестве обнаруженных нейтрино, с массами в десятки тераэлектронвольт (10¹² эВ), и энергией эквивалентной для таких частиц.

Нейтрино из глубокого космоса очень ценятся, потому что они развивают "нейтринную астрономию" - нейтрино дают возможность исследовать таинственные космические объекты.

Ожидаемые источники таких нейтрино, в том числе взрывы энергии называемые гамма-всплесками или выбросы из сверхмассивных черных дыр, так называемых активных галактических ядер, также должны производить нейтрино, отличающиеся от показанных на IceCube.

Паскуале Серпико из Университета Савой из Аннеси-ле-Вье во Франции, и его коллеги задались вопросом: "Если отсутствие других энергий может быть признаком распадающейся тёмной материи - то она может составлять около 80 процентов материи во всей Вселенной."

Они рассчитали, что сверхтяжелые частицы тёмной материи весом около 1 ПэВ будут распадаться непосредственно в нейтрино около 1 ПэВ, или в другие частицы, а затем в нейтрино с энергиями в десятки ТэВ. "Это в точности воспроизводит то, что сейчас можно наблюдать на IceCube",- говорит Серпико.

Том Вейлер из университета Вандербильта в Нэшвилле, штат Теннесси, говорит, что нет никаких теоретических причин полагать, почему тёмная материя не должна быть тяжёлой. Производство таких частиц требует более сложных механизмов в ранней Вселенной, поэтому теоретики предпочитают расчитывать на более лёгкие частицы. "Но природа - это практика, а не теория",- говорит Вейлер.

"Если гипотеза верна, то рождение нейтринной астрономии совпадает с открытием тёмной материи",- говорит Том Вейлер.