Впервые за почти столетие поисков астрономы, возможно, зафиксировали прямой сигнал тёмной материи — самой загадочной субстанции Вселенной. Команда под руководством Томонори Тотани из Токийского университета, используя данные космического гамма-телескопа Fermi NASA, обнаружила в центре Млечного Пути избыточное излучение гамма-квантов с энергией около 20 ГэВ, которое идеально ложится на ожидаемую форму гало тёмной материи.

Почему мы до сих пор не видели тёмную материю

Тёмная материя была предсказана ещё в 1933 году Фрицем Цвикки, а в 1970-х Вера Рубин окончательно убедила мир в её существовании, показав, что внешние области спиральных галактик вращаются слишком быстро для видимой массы. С тех пор считается, что тёмная материя составляет 85 % всей материи Вселенной, а обычные атомы — лишь 15 %. Проблема в том, что она почти не взаимодействует с электромагнитным излучением: не светится, не поглощает и не отражает свет. Единственный способ «увидеть» её гравитационное влияние.

Как можно всё-таки увидеть невидимое

Единственный шанс поймать тёмную материю — если её частицы способны самоуничтожаться. Когда две частицы тёмной материи встречаются, они могут аннигилировать, рождая каскад обычных частиц, включая гамма-кванты высокой энергии. Самый популярный кандидат на роль такой частицы — WIMP (Weakly Interacting Massive Particle), слабо взаимодействующая массивная частица с массой примерно в 500 раз больше протона.

Именно такой сигнал и искала группа Тотани в центре Млечного Пути — там плотность тёмной материи должна быть максимальной.

Что именно нашли

«Мы обнаружили гамма-лучи с энергией фотонов 20 гигаэлектронвольт (20 миллиардов электронвольт), которые образуют структуру, похожую на гало, в направлении центра галактики Млечного Пути», — рассказал Томонори Тотани.

Форма этого гало почти идеально совпадает с предсказанной моделью распределения тёмной материи. Энергетический спектр гамма-лучей тоже соответствует теоретическим расчётам аннигиляции WIMP-ов. Авторы подчёркивают: других известных астрономических источников, способных объяснить такой сигнал, пока не найдено.

«Если это подтвердится, то, насколько мне известно, это будет первый случай, когда человечество “увидело” тёмную материю. И окажется, что тёмная материя — это новая частица, не входящая в текущую Стандартную модель физики элементарных частиц. Это станет крупным прорывом в астрономии и физике», — заявил Тотани.

Почему это пока не 100 % доказательство

Научное сообщество требует дополнительных подтверждений. Сигнал может быть вызван неизвестными астрофизическими процессами (например, неизученными пульсарами или чёрными дырами промежуточной массы). Окончательный вердикт вынесут только после накопления новых данных Fermi и, возможно, будущих миссий вроде китайского DAMPE или европейского e-ASTROGAM.

Работа опубликована 25 ноября 2025 года в Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

Вкратце

Команда Токийского университета на данных телескопа Fermi впервые обнаружила гамма-излучение 20 ГэВ, которое точно повторяет форму гало тёмной материи в центре Млечного Пути и соответствует энергии аннигиляции WIMP-частиц. Если сигнал подтвердится, это станет первым прямым наблюдением тёмной материи за почти 100 лет поисков и докажет существование новой частицы за пределами Стандартной модели. Пока учёные осторожны — нужны дополнительные данные, но прорыв уже на пороге.