СПЕЦПРИЛОЖЕНИЯ:
![]() |
|
10 февраля 2010 01:53 |
|
6.05.09 14:32 ТЕКСТ: Артём Тунцов ФОТО: NASA |
По данным спутника Fermi, Земля находится под электронным обстрелом со стороны непонятных близких объектов. Если это сгустки тёмной материи, то у Большого адронного коллайдера мало шансов родить частицы, из которых она состоит. Учёные наконец представили результаты возможной интерпретации полученных телескопом данных.
Чуть меньше года назад на околоземную орбиту отправился спутник GLAST для изучения высокоэнергетических процессов во Вселенной. Спустя два месяца, когда стало понятно, что аппаратура спутника функционирует должным образом, ему было присвоено имя итальянско-американского физика Энрико Ферми. Теперь официально GLAST положено называть Космический гамма-телескоп имени Ферми, но в обиходе его обычно сокращают просто до Fermi – так же, как Космический телескоп имени Эдвина Хаббла называют Hubble'ом.
Fermi и его главный инструмент, широкоугольный телескоп LAT, задумывались для исследования самых разнообразных объектов, которые излучают γ-лучи – фотоны самых высоких энергий. Таких объектов и событий телескоп и впрямь нашёл уже немало, и о некоторых самых заметных из них «Газета.Ru» писала.
Однако с самого начала было понятно, что основной детектор γ-квантов LAT пригодится и для изучения космических лучей – то есть заряженных частиц из глубокого космоса, бомбардирующих Солнечную систему. Для большинства из них найти «объекты», которые их излучают, не представляется возможным: магнитное поле нашей Галактики начисто перепутывает траектории заряженных частиц. Основную информацию приходится получать из их спектра – распределения космических лучей по энергии.
Электронные следы
Последнее время наибольший интерес физиков по всему миру вызывают не какие-нибудь сверхсложные ядра сверхвысоких энергий, а обычные электроны и их античастицы, позитроны, притом не таких уж и высоких энергий – от десятков до тысяч гигаэлектрон-Вольт (ГэВ). До таких энергий добираются даже земные ускорители, и тем не менее именно здесь нашёлся неожиданный сигнал космического происхождения.
Сразу несколько экспериментов, в первую очередь детектор космических лучей ATIC, облетевший Антарктиду на высотном аэростате, обнаружили избыток электронов и позитронов с энергиями от десятков до сотен ГэВ по сравнению с предсказаниями теории. Такой избыток – загадка, поскольку такие электроны долго не живут, они быстро теряют энергию в магнитном поле.
А значит, источник этих лишних электронов должен быть по галактическим масштабам «местным» – максимум тысяча-другая световых лет.
Из более далёких мест электроны пришли бы с существенно меньшей энергией.
Самой же громкой работой на этот счёт стала недавняя публикация результатов эксперимента PAMELA на борту российского спутника «Ресурс-ДК», который выяснил, что на этих энергиях становится необъяснимо много позитронов по сравнению с электронами. После результатов PAMELA стало казаться почти неизбежным, что в наших галактических окрестностях скрывается загадочный источник космических лучей или много таких источников.
Что это такое – никто не знает, но есть две основных гипотезы. Первая – вращающиеся остатки погибших звёзд, пульсары, мощное магнитное поле которых естественным образом рождает пары электронов и позитронов. Вторая гипотеза выглядит ещё более интригующе: мы видим следы распада или аннигиляции частиц, из которых состоит тёмная материя – неведомая субстанция, которой в нашем мире минимум в 5 раз больше, чем обычного вещества, но про которую мы почти ничего не знаем.
Амбивалентный Ферми и упорная PAMELA
После публикации результатов экспериментов ATIC и PAMELA все стали с нетерпением ждать, что же скажет Fermi, чувствительность которого куда лучше. И вот наконец сотрудники коллаборации, занимающейся научным «обслуживанием» спутника, прервали молчание, притом сделав это так, чтобы привлечь максимальное внимание к результатам.
В понедельник была опубликована статья, в которой сообщалось, что телескоп имени Ферми всё-таки видит какое-то странное «ужесточение» спектра электронов и позитронов (их детектор не различает). В стандартных для работ по космическим лучам координатах это ужесточение выглядит как «горб» в спектре – правда, не такой выраженный, как у ATIC. Эта работа была представлена на съезде Американского физического общества в Денвере и даже опубликована в открытом доступе журналом Physical Review Letters, который, как правило, не показывает такой щедрости, хотя и дерёт с авторов по $150 за страницу публикации.
Однако самое «сладкое» – детальный анализ собранных данных, который объективно может провести только та же команда, которая их получала, и их сравнение с результатами других экспериментов – остались за рамками понедельничной статьи. Выводы же из опубликованного можно было с равным основанием сделать хоть противоположные друг другу. Кто-то уцепился за то, горб в спектре меньше, чем у ATIC, а значит, ни невидимые пульсары, ни аннигиляция частиц тёмной материи могут и не понадобиться. Кто-то – за то, что горб всё-таки есть и необъясним стандартными теориями распространения космических лучей.
В настоящее время работа с авторским анализом данных находится на рецензии в другом журнале, но в среду утром её текст появился в архиве электронных препринтов Корнельского университета.
Вывод учёных: дополнительный источник электронов нужен. Что это такое – пока неясно.
В принципе, один лишь избыток электронов можно было бы объяснить без привлечения экстремальных объектов и нестандартной физики, однако совместный анализ результатов PAMELA и Fermi в эти рамки уже не влезает. Однако отличить тёмные пульсары от тёмной же материи учёные не в силах; объяснить данные могут обе гипотезы.
Моногем и Геминга
В рамках пульсарной гипотезы учёные попробовали для начала выяснить, какие из близких объектов способны обеспечить достаточное количество высокоэнергичных электронов и позитронов. Таких оказалось всего два – это стареющие пульсары Моногем (PSR B0656+14) и, с некоторой натяжкой, Геминга (PSR J0633+1746).
Первый, Моногем, находится в центре огромного остатка сверхновой, вспыхнувшей около 110 тысяч лет назад на расстоянии в примерно 950 световых лет. Сейчас этот остаток виден в рентгеновских лучах и простирается на небе от созвездия Единорога до созвездия Близнецов; от их латинских названий (Monoceros и Gemini соответственно) пульсар и получил своё имя; сам пульсар лежит в Близнецах. Второй, Геминга, также находится в Близнецах, и даже вдвое ближе первого, однако он втрое старше и частиц он должен рождать меньше; возможно, что Геминга просто чуть помогает Моногему в обстреле Солнечной системы электронами и позитронами.
Примечательно, что оба пульсара находятся не только рядом друг с другом, но и примерно в той области, из которой, по данным обсерватории Milagro, приходит больше космических лучей других сортов.
Впрочем, не исключено, что и за эту асимметрию, и за избыток электронов отвечают какие-то другие близлежащие пульсары, которые мы пока не нашли.
Не для адронного коллайдера
Ещё больше возможностей скрывает анализ возможных сценариев аннигиляции и распада частиц тёмной материи. Благо учёные, изучающие возможные расширения Стандартной модели элементарных частиц, напридумывали немало таких сценариев. Тем не менее уже нынешние результаты Fermi и других экспериментов позволяют немножко обуздать фантазию теоретиков, ограничив возможные параметры гипотетических моделей тёмной материи.
Эти ограничения разные для разных моделей, однако один вывод сделать можно: масса аннигилирующих частиц тёмной материи должна быть больше сотен, а то и тысяч ГэВ. А если при аннигиляции эти частицы превращаются в электроны и позитроны не напрямую, а только через векторные бозоны электрослабого взаимодействия (такой вариант является предпочтительным по теоретическим соображениям), то масса частиц тёмной материи – десятки тысяч ГэВ.
В этом случае у Большого адронного коллайдера (LHC) шансов родить частицы тёмной материи не остаётся.
Какой сценарий – пульсары или тёмная материя, какие пульсары и какой тип тёмной материи – реализован в природе, пока остаётся непонятным. По закону жанра, ответа стоит ждать в следующей серии.
Учёные возлагают особые надежды на анализ γ-квантов, которые также должны образовываться при аннигиляции частиц тёмной материи. В отличие от заряженных электронов, гамма-кванты не запутываются в магнитном поле и приходят ровно оттуда, где родились. Коллаборация Fermi рассчитывает в ближайшие 2–3 года накопить достаточно данных, чтобы увидеть эти источники. Если они есть.
* Для комментирования, пожалуйста, авторизуйтесь
Ложь и провокация! Мужики! не бойтесь, мы,как всегда ,вас спасем. А для профилактики носите трусы с люрексом.! Ё-Ё-ё
... это и всё что ли а !?
Ничего "пострашнее" опубликовать не нашлось СОВСЕМ ??
И вы что действительно верите во всю эту чушь - ))
РАНЕЕ В РУБРИКЕ «КОСМИЧЕСКИЙ ОБЗОР»
|
Экипаж простился с HubbleПоследний ремонт Космического телескопа имени Хаббла завершился успешно. Астронавты обновили спутник, установили на телескоп |
|
Начала лучше видно из точки равновесияК точке равновесия, противоположной Солнцу, направились два беспрецедентно сложных астрономических прибора – Herschel |
|
Пыль на световой подушкеКристаллическая пыль, которая входит в состав комет, образуется при вспышках молодых звёзд. Такое случалось и с Солнцем в |
ПАРТНЕРЫ
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПРИЛОЖЕНИЯ
Как я стал охотником в США
Московские проститутки ущемляют мои гражданские права
Как дешево позвонить по мобильнику
Как живется в Америке: взгляд изнутри
Родители не справятся с этим в одиночку
Был папой на выходные, а стал «папой раз в году»
Почему в России такие дорогие телефоны
PARTNER NEWS NETWORK
МИР ЛЮДЕЙ 9.02.10 13:50

|
МЕДОСМОТР 9.02.10 10:45 ![]() Курильщик дарит рак ребенку
|
МИР ЛЮДЕЙ 8.02.10 16:42 ![]() «Нам далеко до мирового уровня»
|
МИР ЛЮДЕЙ 8.02.10 12:36
![]() |
Научно отсталые |
ЛАБЖУРНАЛ 6.02.10 12:27
![]() |
Не дай воде замерзнуть |
МИР ЛЮДЕЙ 5.02.10 15:05
![]() |
«Не знаю, чем занимается Петрик» |
![]() |
Траву курить – сперме вредить |
МЕДОСМОТР 5.02.10 10:42
![]() |
Прочту мысли. Недорого |
МИР ЛЮДЕЙ 4.02.10 15:51
![]() |
Трагедия лечения рака |
ЛАБЖУРНАЛ 4.02.10 10:08
![]() |
Магниты тормозят коллайдер |
|
МЕДОСМОТР 3.02.10 11:42 У прививки нет срока давности |
МИР ЛЮДЕЙ 3.02.10 10:37 Блуждающие гены |
ПРИБОРНАЯ ПАНЕЛЬ 2.02.10 14:58
![]() |
Капилляры-прилипалы |
|
КОСМИЧЕСКИЙ ОБЗОР 2.02.10 10:38 Обама отвернулся от Луны |
КОСМИЧЕСКИЙ ОБЗОР 1.02.10 14:36 И все-таки они звезды |
ЛАБЖУРНАЛ 1.02.10 11:12
![]() |
Рентген засветил СПИД |
|
ЖИВАЯ ПЛАНЕТА 30.01.10 13:29 Жизнь на бегу и без секса |
МРАКОБЕСИЕ 29.01.10 14:59 Радиоактивные выводы |
PARTNER NETWORK
СМОТРИ ПОД НОГИ 29.01.10 13:35
![]() |
Конец «Петербургской Трои» |
|
ЛАБЖУРНАЛ 28.01.10 13:56 Босяки бегут с носка |
КОСМИЧЕСКИЙ ОБЗОР 28.01.10 10:30 Потерянный гамма-всплеск |
ЛЕКЦИИ
29.01.2010 10:17
Сергей Язев
Директор обсерватории ИГУ, с.н.с. ИСЗФ СО РАН, к.ф.-м.н.
14:36
Скука повышает риск преждевременной смерти
12:39
Начался новый всплеск активности Солнца
12:37
Депрессия меняет цветовые предпочтения людей
08 февраля, 18:09
Экспертиза подтвердила подлинность дивана, на котором умер Пушкин
08 февраля, 16:25
Британские ученые нашли гены, отвечающие за скорость старения
08 февраля, 16:14
Самки птиц, обитавших ранее в Новой Зеландии, могли притеснять самцов
08 февраля, 16:10
Морские львы мигрировали из-за потепления
08 февраля, 09:20
В Китае обнаружено свыше трех тысяч следов динозавров
08 февраля, 09:18
Физики США установили рекорд точности измерения времени
08 февраля, 09:17
Палеонтологи впервые полностью восстановили цвет оперения динозавра
06 февраля, 12:32
Hubble увидел, что на Плутоне началась весна
05 февраля, 13:06
Медведев присудил премии молодым ученым за 2009 год
05 февраля, 09:01
Астрономы обнаружили взаимодействующие галактики с квазарами
05 февраля, 08:54
Жизнь могла зародиться на глубине океана
05 февраля, 08:21
двадцать строк
о науке
![]() |
Ученые, известные по всему миру своей склонностью к атеизму,... |
![]() |
![]() |
Человек может стать звездой спорта, если его день рождения... |
![]() |
Пока настоящие гинекологи пытаются победить рак шейки матки... |
![]() |
В понедельник в рамках празднования Татьяниного дня в актовом... |
![]() |
Блондинкам в большей степени, чем женщинам с другим цветом... |
![]() |
Британцу Крису Сэндсу, непрерывно икавшему в течение трех... |
![]() |
Возможно, феномен метросексуальности несколько старше, чем... |
![]() |

Героем недели стал журналист Александр Никонов. Он триумфально пронесся по телеэкрану, открывая городу и миру личную программу
Страна, которая выбирает
Нездоровое обращение
Остров ограниченных фантазий
Критика левого уклона

СПЕЦПРИЛОЖЕНИЯ:
|
© ЗАО «Газета.Ru». (1999-2010). Информация об ограничениях.
Обратная связь.
|