Нейтронные звезды. Как понять зомби из космоса - Катя Москвич
Похоже, избыточное излучение имело максимум при энергиях от одного до трех миллиардов электронвольт (1–3 ГэВ), а это означало, что оно обладало примерно в миллиард раз большей энергией, чем видимый свет. Оно было самым ярким в центре Галактики, и его яркость уменьшалась при удалении от центра по любому направлению. Это говорило о почти сферической форме его источника, растянувшегося по крайней мере на пять тысяч световых лет от центра Галактики. Хупер предположил, что избыток возник из-за аннигиляции вимпов, и вместе с Гуденаф он написал статью и поместил ее на сервере препринтов arXiv.org (популярная онлайн-платформа, разработанная Корнеллским университетом, которая упрощает обмен научными статьями, давая возможность выложить их для свободного доступа еще до того, как они появятся в рецензируемых журналах7).
Но, похоже, никто не обратил на эту публикацию внимания.
Хупер попытался привлечь внимание к своим результатам. В том же году он выступил с докладом на конференции и рассказал о расчетах, сделанных его командой. Он вспоминает, с каким воодушевлением говорил о том, что, возможно, наконец-то в центре Галактики они нашли следы темной материи. Но публика хранила зловещее молчание. После доклада один участник подошел к Хуперу и обозвал его непрофессионалом, который просто не знает, как правильно интерпретировать результаты, полученные телескопом Fermi. Аналогичная негативная реакция ждала его и на других конференциях, особенно со стороны членов сообщества Fermi — главных пользователей данных, полученных телескопом. Для них Хупер был чужаком, трактующим результаты, которые они – члены команды Fermi — обнародовали. “Они разговаривали со мной очень высокомерно”, – вздыхает он.
Спустя несколько месяцев, когда обнародовали еще одну порцию данных, полученных телескопом Fermi, Хупер и Гуденаф убедились, что необъяснимый источник излучения по-прежнему на месте. “В наш адрес было много критики, и мы попытались улучшить анализ данных, в том числе использовали более сложную программу внесения поправок, связанных с работой приборов, увеличили точность обработки точечных источников и фона в этом сегменте неба. И после этой обработки мы увидели тот же самый сигнал – он никуда не исчез”, – говорит Хупер. Они опубликовали вторую статью в 2010 году. Но и на этот раз лишь немногие обратили на нее внимание.
Однако для Хупера эта статья стала поворотным моментом, потому что теперь он уверился: сигнал не был фантомным. Он не был убежден, что его источником является аннигиляция темной материи, но в том, что сигнал реальный, он не сомневался. В сентябре 2010 года к Хуперу приехал молодой аспирант из Калифорнийского университета в Санта-Крузе Тим Линден, который присутствовал на одном из первых выступлений Хупера. Теперь Линден работает в Университете штата Огайо и в разговорах со мной вспоминает враждебность, с которой столкнулся Хупер: “Сказать, что сообщество Fermi не воспринимало Дэна всерьез, – значит ничего не сказать. Были люди, которые годами очень пренебрежительно относились к его методу анализа. А я всегда считал его анализ правильным”. Возможно ли, что существовал какой-то другой источник, который мог бы объяснить гамма-лучи? “Да, я думаю, что это всегда возможно. Это и сейчас возможно”, – говорит Линден. Но его заинтриговала гипотеза Хупера, и он был убежден, что тот уловил нечто важное.
В октябре 2011 года Линден и Хупер опубликовали статью, в которой описали, как они получили ту же величину избыточного гамма-излучения, используя уже другую методику его измерения, и составили карту неба в гамма-диапазоне. Другие группы ученых в конце концов тоже обратились к этой проблеме и тоже нашли избыточную интенсивность гамма-излучения. Тем не менее переубедить участников сообщества Fermi по-прежнему было трудно, да и многие другие астрофизики полагали, что избыток излучения нельзя считать настоящим. И Хупер понял, что пора написать решающую статью об этом избытке излучения – и либо доказать свою правоту, либо похоронить идею.
В результате в 2012 году Хупер решил обратиться к некоторым своим коллегам, занимавшимся анализом гамма-излучения, включая Финкбайнера и Слейтер. Слейтер тогда была постдоком в Институте перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси, и все еще изучала происхождение пузырей. Однажды летним днем того же года они столкнулись с Хупером на конференции в Аспене, штат Колорадо, и начали говорить о том, что происходит с пузырями ближе к галактическому центру. К тому времени мало кто думал, что пузыри могут быть проявлением темной материи, но утверждения о сходстве между излучением пузырей в микроволновом и гамма-диапазоне основывались на сравнении гамма-излучения далеко от галактической плоскости с микроволновым излучением, исходящим из окрестности центра Галактики. Поскольку сравнение проводилось между несравнимыми величинами, Хупер в беседе со Слейтер предположил, что внутренняя часть пузырей все-таки могла бы быть связана с темной материей. “Мы обсуждали, могла ли ближайшая к галактическому центру часть пузырей быть «запачкана» избытком гамма-излучения от галактического центра, избытком, который, как я утверждал, мог быть обусловлен темной материей”, – говорит Хупер.
Слейтер заинтересовалась. Она знала об избытке гамма-излучения и согласилась исследовать пузыри, присоединившись к исследованиям Хупера и сконцентрировавшись на галактическом центре. В течение следующих двух лет они вместе с Хупером опубликовали две большие работы, причем вторую – на написание которой ушло полгода, объемом тридцать страниц – в соавторстве с Линденом и Финкбайнером. Они дважды и трижды проверили все, скрупулезно отвечая на вопросы каждого потенциального оппонента. “Это своего рода монументальная статья, мы трудились над ней полный рабочий день, и так в течение шести месяцев”, – вспоминает Линден.
Независимо от того, какие модели они использовали и как обрабатывали данные, избыток гамма-излучения не исчезал. Авторы намеренно рассматривали разные части Галактики независимо друг от друга, и каждый решал свою частичку проблемы, чтобы избежать какого-либо влияния со стороны остальных. “Я работал над той частью проблемы, которая касалась анализа галактического центра, и абсолютно не знал, к каким выводам приходили коллеги, занимающиеся другой частью Галактики. А Трейси и ее группа работали, наоборот, над анализом другой части Галактики и не знали того, что нашел я. А потом мы как-то составляли
