Целью ARCADE были радионаблюдения достаточно большого участка неба — кольца радиусом в 30 и шириной в 20 градусов — на частотах в 3–90 ГГц. Завершив измерения и обработав их результаты, учёные обнаружили неожиданно мощный изотропный (ненаправленный) компонент излучения. Теоретики пытались связать этот космический «радиошум» со сверхновыми, квазарами, обычными звездообразующими галактиками, но особых успехов не добились.
Измерительная аппаратура ARCADE поднимается на заданную высоту в ~35 км (иллюстрация НАСА / ARCADE / Roen Kelly).
Авторы новой работы показали, что измерения ARCADE легко моделируются при учёте аннигиляции вимпов, которая должна приводить к образованию электронов и позитронов. Последние и становятся источниками «радиошума», перемещаясь по искривлёнными магнитным полем траекториям и испуская синхротронное излучение. Аналогичный эффект появления «дополнительных» заряженных частиц можно получить в модели, описывающей распады вимпов.
Интересно, что вимпы, лучше всего подходящие для описания данных ARCADE, имеют относительно малую массу в ~10 ГэВ. Такие параметры хорошо согласуются с результатами экспериментов DAMA, CoGeNT и CRESST, направленных на прямую регистрацию частиц тёмной материи, но противоречат сообщениям некоторых других коллабораций (XENON100, CDMS-II), не обнаруживших никаких следов лёгких вимпов. Совсем недавно мы также рассматривали астрофизические оценки массы вимпа по данным гамма-телескопа «Ферми», исключавшие область малых масс.
Поскольку вимпы остаются чисто теоретической конструкцией, многие параметры которой можно варьировать, коллеги авторов не считают новую интерпретацию убедительной, отмечая при этом её простоту и стройность. Возможно, истинность предложенной модели подтвердят будущие наблюдения на радиотелескопе SKA, который должен приступить к работе в 2020-м.
Область неба, изученная ARCADE. Плоскость Млечного Пути проходит по центру изображения. (Иллюстрация НАСА / ARCADE.)
Полная версия отчёта будет опубликована в журнале Physical Review Letters; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv.
Подготовлено по материалам Physicsworld.Com.
Дмитрий Сафин
