Физики объяснили аномальный избыток высокоэнергетических электронов в космосе, не прибегая к темной материи. Авторы новой работы использовали только известные явления, в отличии от высказываемых ранее объяснений избытка высокоэнергетических электронов в результате аннигиляции частиц темной материи или благодаря действию близкого к нам пульсара. Статья авторов принятая к печати в журнале The Astrophysical Journal опровергает оба этих объяснения. Ее основное содержание приведено на портале Nature News.

Телескопы CT2 и CT3 системы H.E.S.S.

По современным представлениям, сформировавшимся в результате интерпретации данных по анизотропии реликтового излучения, полученных в ходе работы WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, 2003 г.), только около 4,4 % массы Вселенной составляет обычная барионная материя. Приблизительно 23 % приходится на небарионную тёмную материю, не участвующую в сильном и электромагнитном взаимодействии. Она наблюдается только в гравитационных  эффектах. Впервые предположение о существовании материи, взаимодействующей с обычным веществом только через гравитацию, было высказано в начале XX века в связи с аномальной прецессией перигелия Меркурия. Однако эта проблема была решена уже в 1916 году Альбертом Эйнштейном благодаря его Общей теории относительности, внёсшей в ньютоновскую теорию гравитации соответствующую поправку на орбитальные движения, исчерпывающе объясняющую наблюдаемое явление, что послужило и первым подтверждением ОТО.

Источником электронов в галактических космических лучах являются взрывы сверхновых. Диффузионная модель их распространения сквозь магнитные поля Млечного Пути предсказывала большие потери на синхротронное излучение. Исследователи предположили, что излучение, испускаемое звездами, способно воздействовать на энергию электронов таким образом, что конечное распределение этих элементарных частиц по энергиям будет соответствовать наблюдаемому.

Избыток высокоэнергетических электронов в галактических космических лучах был обнаружен в течении двух прошедших лет в ходе нескольких экспериментов в космосе, на земле и в верхних слоях атмосферы.

Новая модель хорошо согласуется с данными, полученными в космической обсерватории  NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope; на High Energy Stereoscopic System (HESS), наземной системе детекторов в Намибии; и на аэростате, пролетевшем над Антарктидой Advanced Thin Ionization Calorimeter (ATIC). А также замечательным фактом является объяснение данных итальянского космического аппарата PAMELA (Payload for Antimatter Matter Exploration and Light-nuclei Astrophysics), который измеряет соотношение электронов и позитронов. Варьируя плотность газа и число фотонов возле сверхновых, учёные смогли получить распределение, содержащее повышенную долю высоко-энергетичных позитронов, которая также ранее интерпретировалась, как результат аннигиляции тёмной материи.

В прошлом году еще два коллектива ученых предложили "обычное" объяснение другому феномену, который часто связывают с темной материей - необычному распределению в космосе гамма-излучения.

"Я сказал бы, что нет никаких неопровержимых доводов для привлечения экзотических объяснений" © Werner Hofmann H.E.S.S.

- Light extinguishes dark-matter claims - Nature News, 28.01.2009

upd: Обнародованы результаты наблюдений космического гамма-излучения на средних галактических широтах 10° ≤ |b| ≤ 20° в интервале энергий 100 МэВ — 10 ГэВ, полученные телескопом LAT с борта космической гамма-обсерватории им. Э. Ферми в течение первых пяти месяцев ее работы. Новые измерения фона не подтверждают некоторые из более ранних наблюдений, проводившихся гамма-телескопом EGRET на орбитальной обсерватории им. А. Комптона в 1991-2000 гг. Диффузное галактическое гамма-излучение, согласно стандартной модели его происхождения, генерируется при взаимодействии заряженных частиц космических лучей с межзвёздным газом и излучением. Эта модель калибруется на основе данных по космическим лучам и даёт достаточно определённые предсказания для гамма-фона. Ранее EGRET обнаружил избыток потока гамма-излучения по сравнению с указанной выше стандартной моделью. Это дало основание для предположений о дополнительных вкладах в гамма-фон от аннигиляции частиц тёмной материи или других гипотетических источников. Телескоп LAT примерно на порядок величины чувствительнее EGRET, однако согласно данным LAT избыток гамма-фона отсутствует, и измеренный спектр с высокой точностью соответствует предсказаниям стандартной модели генерации. Источник: Phys. Rev. Lett. 103 251101 (2009)