Центр Млечного Пути — одно из самых бурных, плотных и загадочных мест в известной нам Вселенной. На протяжении почти двух десятилетий астрофизики ломают головы над феноменом, известным как Галактический избыток гамма-излучения (Galactic Center Excess, или GCE). Сердце нашей галактики буквально светится мощными потоками высокоэнергетического излучения, источник которого долгое время оставался предметом ожесточенных научных споров.
Главными «подозреваемыми» всегда выступали две теории: аннигиляция неуловимой темной материи или излучение тысяч мертвых звезд — миллисекундных пульсаров. В последние годы научное сообщество склонялось ко второй версии, практически списав темную материю со счетов. Однако новое исследование международной группы физиков, применивших передовые методы машинного обучения, совершило сенсационный переворот: дело о темной материи снова открыто.
Поддержать нас на Boosty
Поддержать нас на Дзен
Впервые этот странный избыток энергии обнаружили в 2009 году с помощью космического гамма-телескопа Fermi. Физики ожидали увидеть стандартное свечение от взаимодействия космических лучей с межзвездным гамом, но приборы зафиксировали мощный, гладкий и удивительно симметричный избыток радиации прямо вокруг центральной сверхмассивной черной дыры.
Теория темной материи идеально объясняла эту симметрию. Согласно космологическим моделям, частицы темной материи (предположительно, вимпы — WIMPs) должны скапливаться в центре галактик. Столкаясь друг с другом, они аннигилируют, порождая вспышки чистой энергии в виде гамма-квантов. Это создавало бы как раз такое сферическое, плавное свечение, которое зафиксировал телескоп.
Однако около семи лет назад ученые применили новые методы статистического анализа. Они заявили, что гамма-свечение на самом деле не «гладкое», а «зернистое». Это указывало на то, что излучение исходит от множества точечных источников — древних вращающихся нейтронных звезд (миллисекундных пульсаров), которые слишком тусклые, чтобы телескоп Fermi мог разглядеть их по отдельности. Научный мир вздохнул с облегчением: загадка казалась решенной, а темную материю отправили на полку истории.
Как оказалось, радоваться было рано. В новом исследовании ученые решили перепроверить старые выводы с помощью современных нейросетей, обученных анализировать сложные спектральные данные. Искусственный интеллект обнаружил глубокую системную ошибку в прежних математических моделях.
Выяснилось, что предыдущие методы анализа были слишком жесткими и не учитывали реальную сложность и «шумность» галактической среды. Когда нейросети предоставили более гибкую модель, «зернистость» сигнала исчезла. ИИ показал, что гладкий сигнал от аннигиляции темной материи никуда не делся, просто старые алгоритмы ошибочно принимали флуктуации фона за скопления звезд.
Помимо выводов искусственного интеллекта, против «пульсарной» гипотезы выступила чистая астрофизическая логика. Чтобы объяснить наблюдаемую мощность гамма-излучения, в центре Млечного Пути должно находиться аномально огромное количество миллисекундных пульсаров.
Но пульсары не появляются из ниоткуда — это остатки массивных звезд. Если бы их было так много, они бы неизбежно оставили после себя колоссальные следы: огромное количество белых карликов, определенный химический состав среды и частые вспышки рентгеновского излучения. Однако астрономы ничего подобного в таких масштабах не наблюдают. Физические свойства центра Галактики просто не сходятся с пульсарной моделью.
Новое исследование не утверждает на 100%, что ученые наконец-то нашли темную материю. Но оно полностью разрушило железную уверенность в том, что загадка решена с помощью пульсаров.
Машинное обучение доказало: темная материя остается самым элегантным и физически обоснованным объяснением космического свечения в сердце Млечного Пути. Физики снова вернулись на исходную позицию, но теперь у них есть гораздо более мощные инструменты анализа.
Поддержать нас на Boosty
Поддержать нас на Дзен
Читайте также: Сверхмассивные черные дыры оказались способны сдувать атмосферы планет на другом конце галактики