Материяи торик дар маркази галактикаи хонаи мо 

Телескопи Ферми дар маркази галактикаи хонагии мо партовҳои изофии γ-рентатсияро мушоҳида кард, ки ғайрисфера ва ҳамвор ба назар мерасид. Ин γ-рентази зиёдатӣ ҳамчун маркази галактикӣ (GCE) номида мешавад, як имзои эҳтимолии материяи торикӣ мебошад, ки ҳамчун маҳсули худкушии зарраҳои массиви заиф (WIMP), номзади зарраҳои материяи торик ба вуҷуд меояд. Бо вуҷуди ин, γ-рентази зиёдатии дар маркази галактикӣ мушоҳидашуда низ метавонад аз ҳисоби пулсарҳои кӯҳнаи миллисония (MSPs) бошад. То ба ҳол, он боварӣ дошт, ки морфологияи GCE аз сабаби материяи торик (DM) курашакл хоҳад буд. Тадқиқоти охирини моделиронӣ нишон медиҳад, ки морфологияи гамма-рент аз сабаби ДМ метавонад ба таври назаррас ғайрисферикӣ ва ҳамвор бошад. Ин маънои онро дорад, ки ҳам нобудшавии материяи торикӣ (DM) ва гипотезаҳои пулсарҳои миллисония (MSPs) барои GCE мушоҳидашуда баробар имконпазиранд. Шуоъҳои гамма, ки ҳангоми нест кардани материяи торикӣ (DM) тавлид мешаванд, дорои сатҳи хеле баланди энергияи тақрибан 0.1 тера-электрон-волт (TeV) хоҳанд буд. Телескопҳои стандартии гамма-рентҳо ин фотонҳои энергияи баландро мустақиман муайян карда наметавонанд. Ҳамин тариқ, тасдиқи материяи торикии (DM) модели маркази галактикии зиёдатӣ (GCE) пас аз анҷоми таҳқиқот аз ҷониби расадхонаҳои тера-рентабелӣ, ба монанди Обсерваторияи Telescope Array Черенков (CTAO) ва Обсерваторияи Ҷанубии Ғамма-Майдони васеъ (SWGO) имконпазир хоҳад буд.

Ҳикояи материяи торик дар соли 1933 оғоз шуд, вақте ки Фриц Цвикӣ мушоҳида кард, ки галактикаҳои зудҳаракаткунанда дар кластери Кома наметавонанд бидуни мавҷудияти материяи иловагӣ, ки ба таври ноаёнанд, аммо барои боздоштани пошхӯрии галактикаҳо таъсири мувофиқи гравитационӣ дошта бошанд, наметавонанд якҷоя шаванд ва устувор бошанд. Ӯ истилоҳи «материяи торик»-ро барои ишора ба чунин материяи ноаён ба вуҷуд овард. Дар солҳои 1960-ум Вера Рубин дар фаҳмиши мо дар бораи материяи торик саҳми бузург гузошт. Вай қайд кард, ки ситораҳо дар канори берунии Андромеда ва дигар галактикаҳо бо суръате, ки суръати ситораҳо ба самти марказ доранд, давр мезананд. Барои маблағи додашудаи ҳамаи материяҳои мушоҳидашуда, галактика бояд аз ҳам ҷудо мешуд, ки мавҷудияти баъзе материяи ноаёни иловагиро талаб мекард, ки галактикаҳоро якҷоя нигоҳ медорад ва боиси гардиши онҳо бо суръати баланд мегардад. Андозагирии каҷҳои гардиши галактикаи Андромеда далелҳои аввалини материяи торикро пешниҳод карданд.  

Акнун мо медонем, ки материяи торик бо нур ё қувваи электромагнитӣ таъсир намерасонад. Он рӯшноӣ ё дигар радиатсияҳои электромагнитиро ҷабб намекунад, инъикос намекунад ва намебарорад ва ноаён аст, бинобар ин торикӣ номида мешавад. Аммо он ба таври гравитатсия ҷамъ мешавад ва ба материяи оддӣ таъсири ҷозиба дорад ва мавҷудияти он дар фазо умуман ҳамин тавр хулоса мешавад. Галактикаҳо бо таъсири гравитационии материяи торик, ки то 26.8% миқдори энергияи массаи коинотро ташкил медиҳанд, дар мувозинат якҷоя нигоҳ дошта мешаванд, дар ҳоле ки тамоми олами мушоҳидашаванда, аз ҷумла тамоми материяи муқаррарии барионӣ, ки ҳамаи мо аз он иборатем, танҳо 4.9% коинотро ташкил медиҳанд. 68.3% боқимондаи энергияи массаи коинот энергияи торик аст.  

Маълум нест, ки материяи торик дар асл чист. Дар таркиби он зарраҳои асосӣ вуҷуд надоранд Модели стандартӣ хосиятҳое доранд, ки барои материяи торикӣ заруранд. Эҳтимол, "зарраҳои суперсимметрӣ" -и гипотетикӣ, ки шарики зарраҳои Модели Стандарт мебошанд, материяи торикро эҷод мекунанд. Шояд ҷаҳони параллели материяи торик вуҷуд дошта бошад. WIMPs (Зарраҳои массивии мутақобилан суст), аксионҳо ё нейтриноҳои стерилӣ зарраҳои фарзияи берун аз модели стандартӣ мебошанд, ки номзадҳои пешбаранд. Аммо дар ошкор кардани чунин заррахо хануз муваффакият ба даст оварда нашудааст.  

Якчанд лоиҳаҳо мавҷуданд (масалан Таҷрибаи XENON, Лоиҳаи DarkSide-20k, EURECA Rxperiment, ва РЕС-НОВА)^оло барои ошкор кардани бевоситаи заррачахои моддаи тира давом дорад. Инҳо асосан детекторҳои гази моеъ ё детекторҳои криогенӣ мебошанд, ки барои муайян кардани сигналҳои заиф аз таъсири мутақобилаи зарраҳои материяи торик пешбинӣ шудаанд. Аммо, сарфи назар аз бисёр равишҳои нав, ҳеҷ як лоиҳа то ҳол ягон заррачаи материяи торикро мустақиман ошкор карда натавонист. 

Барои далелҳои ғайримустақими материяи торик, метавон таъсири ҷозибаи материяи торикро ҷустуҷӯ кард, зеро Фриц Цвики ва Вера Рубин барои кашф кардани материяи торик тавассути омӯхтани он, ки галактикаҳо бо вуҷуди суръати номутаносиб баланд барои материяи муқаррарии мушоҳидашуда якҷоя нигоҳ дошта мешаванд. Таъсири гравитационии линза (печшавии рӯшноӣ) ва таъсир ба ҳаракати ситораҳо дар фазо низ метавонад далели ғайримустақими мавҷудияти материяи торикро диҳад. Илова бар ин, маҳсулоти нобудшавӣ (ба монанди гамма-рентҳо, нейтриноҳо ва рентгенҳои кайҳонӣ) ҳангоми бархӯрди зарраҳои материяи торик дар фазо низ метавонанд мавҷудияти материяи торикро нишон диҳанд. Яке аз чунин ҷойҳое, ки материяи торик дар асоси маҳсули нобудшавии зарраҳои материяи торик пешгӯӣ шуда буд, маркази галактикаи хонаи мо Роҳи Каҳкашон мебошад.  

Муайян кардани материяи торик дар маркази галактикаи хонаи мо Роҳи Каҳкашон  

Дар маркази Роҳи Каҳкашон (MW) нишонаҳои аз ҳад зиёди дурахши марказии печи микроволновка мавҷуд буданд. Пешниҳод карда шуд, ки дурахши зиёдатӣ аз ҳисоби партоби синхротронҳо аз электронҳои релятивистӣ ва позитронҳое, ки ҳангоми нобудшавии материяи торикии WIMP тавлид мешаванд, аз ин рӯ, сигнали паҳншудаи γ-рентгенӣ дар диапазони энергия то чандсад ГэВ пешбинӣ шудааст. Баъдан, телескопи Ферми-Ларге Майдони (LAT) сигнали γ-рентабелро муайян кард, ки ҳамчун маркази изофаи Галактикӣ (GCE) муайян карда шуд. Дере нагузашта фаҳмида шуд, ки изофаи маркази галактикӣ (GCE) инчунин метавонад аз ситораҳои кӯҳнаи нейтронӣ (пулсарҳои миллисония) бошад. Гумон карда мешуд, ки морфологияи GCE муҳим хоҳад буд - GCE симметрии сферикшакл нишонаи партоби γ-рентатсия аз нобудшавии зарраҳои материяи торик (DM) хоҳад буд, дар ҳоле ки морфологияи ҳамворшудаи GCE аз партоби γ-рент аз пулсарҳои миллисония (MSP) хоҳад буд.  

Мушоҳидаи васеи маркази галактикии Роҳи Каҳкашон тавассути телескопи Ферми-Ларге Майдон (LAT) асферии ҳамворшударо ошкор кард. Одатан, асферии мушоҳидашударо бо ситораҳои кӯҳна (MSP) алоқаманд кардан мумкин аст, аммо тадқиқоти охирине, ки 16 октябри соли 2025 нашр шудааст, ба хулосае омад, ки морфологияҳои GCE, ки аз ҷониби ҳам ситораҳои кӯҳна (MSP) ва ҳам моделҳои нестшавии материяи торикӣ (DM) пешгӯӣ шудаанд, фарқнопазиранд.   

Барои омӯзиши тақсимоти материяи торик, муҳаққиқон моделсозии морфологияи галактикаҳои ба монанди MW (Роҳи Каҳкашон) анҷом доданд. Онҳо дарёфтанд, ки галактикаи материяи торик дар атрофи галактикаҳо ва инчунин дар атрофи минтақаҳои марказии галактикаҳо хеле кам курашакл буданд, чунон ки дар модели анизотропӣ тахмин карда мешавад. Ба ҷои ин, таҳлил проексияи ҳамворшудаи зичии материяи торикро барои ҳамаи галактикаҳо нишон дод. Ин тақсимоти материяи торикии ғайрисимметрӣ (DM) инчунин бо таърихи якҷояшавии галактикаи Роҳи Каҳкашон дар се миллиард соли аввал дар таърихи коинот нишон дода шудааст. Морфологияи мушоҳидашудаи GCE дар болои минтақаи марказӣ ҳамвор карда шудааст, ки одатан ба тақсимоти ситораи кӯҳна (MSP) хос аст. Тадқиқоти нав нишон дод, ки материяи торик (DM) як тақсимоти қуттӣ ба вуҷуд меорад. Ҳамин тариқ, ҳам нобудшавии материяи торикӣ (DM) ва ҳам гипотезаҳои пулсарҳои миллисония (MSPs) барои GCE мушоҳидашуда баробар имконпазиранд.   

Новобаста аз он ки GCE мушоҳидашуда аз сабаби материяи торикӣ (DM) ё аз пулсарҳои миллисония (MSPs) маълум мешавад, вақте маълум мешавад, ки расадхонаҳои γ-рентабел ба монанди Обсерваторияи телескопи Черенков (CTAO) ва Обсерваторияи Ҷанубии Гамма-Майдон (SWGO) дар оянда таҳқиқоти тера-гамма-рентазии худро анҷом медиҳанд. Шуоъҳои гамма, ки ҳамчун маҳсули нобудшавии материяи торикӣ (DM) дар маркази галактикӣ тавлид мешаванд, фотонҳои ултра-энергетикӣ хоҳанд буд, ки сатҳи энергияи хеле баланди тақрибан 0.1 тера-электрон-волт (TeV) мебошанд. Телескопҳои стандартии гамма-рентҳо ин фотонҳои энергияи баландро мустақиман муайян карда наметавонанд. Шуоъҳои тера-гамма ҳадафи муҳим барои расадхонаҳои γ-рентҳои оянда ба монанди CTAO ва SWGO хоҳанд буд.  

Ин тадқиқот як қадам ба пеш дар ошкор кардани материяи торикӣ дар фазо тавассути маҳсулоти нестшавии он аст, аммо мавҷудияти материяи торик дар маркази галактикӣ дар оянда тасдиқи расадхонаҳои ултра-баланди γ-рентгениро талаб мекунад, ба монанди CTAO ё SWGO. Пешрафти назаррастар дар илми материяи торик ин ошкор кардани ҳама гуна зарраҳои DM хоҳад буд.  

*** 

АДАБИЁТ:  

1. Хочберг, Ю., Кан, ЮФ, Лин, РК ва дигарон. Равишҳои нав ба кашфи моддаҳои торик. Nat Rev Phys 4, 637–641 (2022). https://doi.org/10.1038/s42254-022-00509-4 

2. Misiaszeka M. ва Rossib N. 2024. Муайянкунии мустақими материяи торик: баррасии интиқодӣ. Симметрия 2024, 16(2), 201; DOI: https://doi.org/10.3390/sym16020201  

3. Институти Физика Корпускуляр. Дар ҷустуҷӯи материяи торик: равиши нав барои ошкор кардани ноаён. 22 августи соли 2025. Дар дастрас аст https://webific.ific.uv.es/web/en/content/search-dark-matter-new-approach-detecting-invisible 

4. Muru MM, et al 2025. Маркази галактикии Ферми-ЛАТ Морфологияи зиёдатии материяи торик дар симуляцияи галактикаи роҳи Каҳкашон. Мактубҳои баррасии ҷисмонӣ. 135, 161005. Нашр шудааст 16 октябри соли 2025. ДОИ: https://doi.org/10.1103/g9qz-h8wd . Версияи пешакии чоп дар arXiv. 8 августи соли 2025 пешниҳод шудааст. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2508.06314  

5. Донишгоҳи Ҷонс Хопкинс. Хабарҳо - Дурахши пурасрор дар роҳи каҳкашон метавонад далели материяи торик бошад. Интишори 16 октябри соли 2025. Дар дастрас https://hub.jhu.edu/2025/10/16/mysterious-glow-in-milky-way-dark-matter/  

6. Институти астрофизикаи Лейбниц. Хабарҳо - Роҳи Каҳкашон зиёда аз гамма-рентҳоро аз сабаби нобудшавии материяи торик нишон медиҳад. Интишори 17 октябри соли 2025. Дар дастрас https://www.aip.de/en/news/milkyway-gammaray-darkmatter-annihilation/  

7. Телескопи кайҳонии гамма-рентгении Ферми. Дар https://science.nasa.gov/mission/fermi/  

8. Обсерваторияи телескопии Черенков (КТАО). Дар https://www.ctao.org/emission-to-discovery/science/  

9. Обсерваторияи гамма-раиси ҷанубии васеъ (SWGO). Дар https://www.swgo.org/SWGOWiki/doku.php?id=swgo_rel_pub  

10. Расадхонаи Тарту. Тарафи торикии коинот. Дар https://kosmos.ut.ee/en/dark-side-of-the-universe 

***