Bizning uy galaktikamiz markazidagi qorong'u materiya 

Fermi teleskopi bizning uy galaktikamiz markazida sharsimon bo'lmagan va tekislangan ko'rinadigan ortiqcha g-nurlari emissiyasini aniq kuzatdi. Galaktik markazning ortiqcha (GCE) deb ataladigan bu ortiqcha g-nurlari qorong'u materiya zarralari nomzodi bo'lgan zaif o'zaro ta'sir qiluvchi massiv zarralarning (WIMP) o'z-o'zini yo'q qilish mahsuloti sifatida paydo bo'ladigan qorong'u materiyaning mumkin bo'lgan belgisidir. Biroq, galaktika markazida kuzatilgan ortiqcha g-nurlari eski millisekund pulsarlari (MSP) tufayli ham bo'lishi mumkin. Shu paytgacha qorong'u materiya (DM) tufayli GCE morfologiyasi sharsimon bo'ladi, deb ishonilgan. Yaqinda o'tkazilgan simulyatsiya tadqiqoti shuni ko'rsatdiki, DM tufayli gamma-nurlari morfologiyasi sezilarli darajada sharsimon bo'lmagan va tekislangan bo'lishi mumkin. Bu shuni anglatadiki, kuzatilgan GCE uchun qorong'u materiya (DM) va millisekund pulsarlari (MSPs) gipotezalari bir xil darajada mumkin. Qorong'u materiyaning (DM) yo'q qilinishida hosil bo'lgan gamma nurlari taxminan 0.1 tera-elektron-volt (TeV) juda yuqori energiya darajasiga ega bo'ladi. Standart gamma-nurli teleskoplar bu yuqori energiyali fotonlarni bevosita aniqlay olmaydi. Shunday qilib, Cherenkov teleskop massivi observatoriyasi (CTAO) va janubiy keng maydonli gamma-nurlari observatoriyasi (SWGO) kabi tera g-nurlari observatoriyalari tomonidan o'tkazilgan tadqiqotlar tugagandan so'ng, Galaktik markazning ortiqcha (GCE) qorong'u materiya (DM) modelini tasdiqlash mumkin bo'ladi.

Qorong'u materiyaning hikoyasi 1933 yilda Frits Tsviki Koma klasteridagi tez harakatlanuvchi galaktikalar qo'shimcha materiya bo'lmasdan turib, barqaror bo'lolmasligini va qandaydir ko'rinmas, ammo galaktikalarning parchalanishini to'xtatish uchun etarli tortishish ta'sirini ko'rsatgan holda barqaror bo'lolmasligini ko'rganida boshlangan. U shunday ko'rinmas materiyaga nisbatan "qorong'u materiya" atamasini kiritdi. 1960-yillarda Vera Rubin qorong'u materiyani tushunishimizga katta hissa qo'shdi. Uning ta'kidlashicha, Andromeda va boshqa galaktikalarning tashqi chekkalaridagi yulduzlar markaz tomon yulduzlarning tezligi kabi tezlikda aylanar ekan. Barcha kuzatilgan materiyaning berilgan yig'indisi uchun galaktika bir-biridan uchib ketishi kerak edi, bu esa galaktikalarni birga ushlab turadigan va ularning yuqori tezlikda aylanishiga olib keladigan qo'shimcha ko'rinmas moddalar mavjudligini talab qiladi. Uning Andromeda galaktikasining aylanish egri chizig'ini o'lchashlari qorong'u materiyaning dastlabki dalillarini keltirdi.  

Endi biz qorong'u materiya yorug'lik yoki elektromagnit kuch bilan o'zaro ta'sir qilmasligini bilamiz. U yorug'lik yoki boshqa elektromagnit nurlanishlarni o'zlashtirmaydi, aks ettirmaydi yoki chiqarmaydi va ko'rinmas, shuning uchun qorong'i deb ataladi. Ammo u gravitatsiyaviy ravishda to'planadi va oddiy materiyaga tortishish ta'siriga ega va uning kosmosda mavjudligi odatda shunday xulosaga keladi. Galaktikalar olamning massaviy energiya tarkibining 26.8% ni tashkil etuvchi qorong'u materiyaning tortishish ta'sirida muvozanatda bo'ladi, holbuki butun kuzatilishi mumkin bo'lgan koinot, barchamizdan tashkil topgan barcha barion oddiy materiya, koinotning atigi 4.9% ni tashkil qiladi. Koinotning massa energiyasining qolgan 68.3% qorong'u energiyadir.  

Qorong'u materiya aslida nima ekanligi noma'lum. Asosiy zarrachalar yo'q Standart model qorong'u materiya bo'lishi uchun zarur bo'lgan xususiyatlarga ega. Ehtimol, standart modeldagi zarrachalarga sherik bo'lgan gipotetik "supersimmetrik zarralar" qorong'u materiyani yaratadi. Ehtimol, qorong'u materiyaning parallel dunyosi mavjud. WIMP (Zaif o'zaro ta'sir qiluvchi massiv zarralar), aksionlar yoki steril neytrinolar standart modeldan tashqari, etakchi nomzodlar bo'lgan faraz qilingan zarralardir. Biroq, bunday zarrachalarni aniqlashda hali muvaffaqiyatga erishilmagan.  

Bir nechta loyihalar mavjud (masalan XENON tajribasi, DarkSide-20k loyihasi, EURECA Rxperiment, va RES-NOVA) hozirda qorong'u materiya zarralarini to'g'ridan-to'g'ri aniqlash uchun olib borilmoqda. Bular asosan suyuq gaz detektorlari yoki kriyojenik detektorlar bo'lib, ular qorong'u materiya zarralarining o'zaro ta'siridan zaif signallarni aniqlash uchun mo'ljallangan. Biroq, ko'plab yangi yondashuvlarga qaramay, hech qanday loyiha qorong'u materiya zarralarini to'g'ridan-to'g'ri aniqlay olmadi. 

Qorong'i materiyaning bilvosita dalillari uchun, Fritz Tsviki va Vera Rubin qorong'u materiyani kashf qilganidek, galaktikalar kuzatilgan oddiy materiya uchun nomutanosib ravishda yuqori tezlikka ega bo'lishiga qaramay, qorong'u materiyani kashf qilishgan. Ob'ektivning tortishish ta'siri (yorug'likning egilishi) va yulduzlarning kosmosdagi harakatiga ta'siri ham qorong'u materiya mavjudligini bilvosita isbotlashi mumkin. Bundan tashqari, qorong'u materiya zarralari kosmosda bir-biri bilan to'qnashganda hosil bo'lgan yo'q qilish mahsulotlari (masalan, gamma-nurlari, neytrinolar va kosmik nurlar) ham qorong'u materiya mavjudligini ko'rsatishi mumkin. Qorong'u materiya zarralarini yo'q qilish mahsulotlariga asoslangan holda bashorat qilingan shunday joylardan biri bizning uy galaktikamiz Somon yo'lining markazidir.  

Somon yo'li galaktikamizning markazida qorong'u materiyaning aniqlanishi  

Somon yo'li (MW) markazida ortiqcha diffuz mikroto'lqinli markaziy nurlanish belgilari mavjud edi. Ortiqcha yorug'lik WIMP qorong'u materiyaning yo'q qilinishida hosil bo'lgan relyativistik elektronlar va pozitronlarning sinxrotron emissiyasi bilan bog'liq, shuning uchun energiya diapazonida bir necha yuz GeV gacha cho'zilgan diffuz g-nurlari signali bashorat qilingan. Keyinchalik, Fermi-katta maydon teleskopi (LAT) Galaktik markazning ortiqcha qismi (GCE) sifatida aniqlangan g-nurlari signalini aniqladi. Ko'p o'tmay, Galaktik markazning ortiqcha bo'lishi (GCE) eski neytron yulduzlari (millisoniya pulsarlari) tufayli ham bo'lishi mumkinligi tushunildi. GCE morfologiyasi muhim bo'ladi deb o'ylangan edi - nosimmetrik sharsimon shaklli GCE qorong'u materiya (DM) zarralarini yo'q qilish natijasida g-nurlari emissiyasini ko'rsatadi, GCE ning tekislangan morfologiyasi esa millisekundlik pulsarlardan (MSP) g-nurlari emissiyasini ko'rsatadi.  

Fermi-katta hudud teleskopi (LAT) yordamida Somon yo'li galaktika markazini keng qamrovli kuzatish natijasida tekislangan asferiklik aniqlandi. Odatda, kuzatilgan asferiklikni eski yulduzlar (MSP) bilan bog'lash mumkin, ammo 2025 yil 16 oktyabrda chop etilgan yaqinda o'tkazilgan tadqiqot eski yulduzlar (MSP) va qorong'u materiya (DM) yo'q qilish modellari tomonidan bashorat qilingan GCE morfologiyalarini ajratib bo'lmaydi degan xulosaga keldi.   

Qorong'u materiyaning tarqalishini o'rganish uchun tadqiqotchilar MW (Somon yo'li) ga o'xshash galaktikalar morfologiyasini simulyatsiya qilishdi. Ular galaktikalar atrofidagi qorong'u materiya halolari, shuningdek, galaktikalarning markaziy hududlari atrofida anizotropik modelda taxmin qilinganidek, kamdan-kam hollarda sharsimon ekanligini aniqladilar. Buning o'rniga, tahlil barcha galaktikalar uchun tekislangan qorong'u materiya zichligi proektsiyasini ko'rsatdi. Bu aksimetrik bo'lmagan qorong'u materiya (DM) taqsimoti, shuningdek, koinot tarixidagi dastlabki uch milliard yil ichida Somon yo'li galaktikasining birlashishi tarixida ham ko'rsatilgan. GCEning kuzatilgan morfologiyasi markaziy mintaqada tekislangan bo'lib, bu odatda eski yulduz (MSP) tarqalishiga xosdir. Yangi tadqiqot qorong'u materiya (DM) xuddi shunday qutichali taqsimotni hosil qilishini ko'rsatdi. Shunday qilib, kuzatilgan GCE uchun qorong'u materiyaning (DM) yo'q qilinishi va millisekund pulsarlari (MSP) gipotezalari bir xil darajada mumkin.   

Kuzatilgan GCE qorong'u materiya (DM) yoki millisekund pulsarlari (MSP) tufaylimi, Cherenkov teleskop massivi observatoriyasi (CTAO) va janubiy keng maydonli gamma-nurlari rasadxonasi (SWGO) kabi g-nurlari rasadxonalari kelajakda tera-gamma nurlarini o'rganishni tugatgandan keyin ma'lum bo'ladi. Galaktika markazida qorong'u materiyaning (DM) yo'q bo'lib ketishi mahsuloti sifatida hosil bo'lgan gamma nurlari taxminan 0.1 tera-elektron-volt (TeV) juda yuqori energiya darajasiga ega bo'lgan ultra yuqori energiyali fotonlar bo'ladi. Standart gamma-nurli teleskoplar bu yuqori energiyali fotonlarni bevosita aniqlay olmaydi. Tera-gamma nurlari CTAO va SWGO kabi kelajakdagi g-nurlari observatoriyalari uchun muhim nishon bo'ladi.  

Ushbu tadqiqot kosmosdagi qorong'u materiyani yo'q qilish mahsulotlari orqali aniqlashda oldinga qadamdir, ammo galaktika markazida qorong'u materiya mavjudligi kelajakda CTAO yoki SWGO kabi ultra yuqori energiyali g-nurli observatoriyalar tomonidan tasdiqlashni talab qiladi. Qorong'u materiya fanidagi sezilarli yutuqlar har qanday DM zarralarini to'g'ridan-to'g'ri aniqlash bo'ladi.  

*** 

Manbalar:  

1. Hochberg, Y., Kan, YF, Leane, RK va boshqalar. Qorong'u moddalarni aniqlashga yangi yondashuvlar. Nat Rev Phys 4, 637–641 (2022). https://doi.org/10.1038/s42254-022-00509-4 

2. Misiaszeka M. va Rossib N. 2024. Qorong'u materiyani to'g'ridan-to'g'ri aniqlash: tanqidiy sharh. Simmetriya 2024, 16(2), 201; DOI: https://doi.org/10.3390/sym16020201  

3. Instituto de Física Corpuscular. Qorong'u materiyani qidirishda: ko'rinmas narsalarni aniqlashga yangi yondashuv. 2025-yil 22-avgust. Savdoda mavjud https://webific.ific.uv.es/web/en/content/search-dark-matter-new-approach-detecting-invisible 

4. Muru MM, va boshqalar 2025. Fermi-LAT Galaktik Markazi Somon yo'li galaktikasining simulyatsiyalarida qorong'u materiyaning ortiqcha morfologiyasi. Jismoniy ko'rib chiqish xatlari. 135, 161005. 2025 yil 16 oktyabrda nashr etilgan. DOI: https://doi.org/10.1103/g9qz-h8wd . arXiv da chop etishdan oldingi versiya. 2025-yil 8-avgustda yuborilgan. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2508.06314  

5. Jons Xopkins universiteti. Yangiliklar - Somon yo'lidagi sirli porlash qorong'u materiyaning dalili bo'lishi mumkin. 2025-yil 16-oktabrda eʼlon qilingan. Savdoda mavjud https://hub.jhu.edu/2025/10/16/mysterious-glow-in-milky-way-dark-matter/  

6. Leybnits Astrofizika instituti. Yangiliklar - Somon yo'li qorong'u materiyaning yo'q bo'lib ketishi tufayli gamma nurlarining ortiqchaligini ko'rsatadi. 2025-yil 17-oktabrda eʼlon qilingan. Bu manzilda mavjud https://www.aip.de/en/news/milkyway-gammaray-darkmatter-annihilation/  

7. Fermi Gamma-nurlari kosmik teleskopi. Bu yerda mavjud https://science.nasa.gov/mission/fermi/  

8. Cherenkov teleskop massivi observatoriyasi (CTAO). Bu yerda mavjud https://www.ctao.org/emission-to-discovery/science/  

9. Janubiy keng maydonli gamma-nurlari observatoriyasi (SWGO). Bu yerda mavjud https://www.swgo.org/SWGOWiki/doku.php?id=swgo_rel_pub  

10. Tartu rasadxonasi. Koinotning qorong'u tomoni. Bu yerda mavjud https://kosmos.ut.ee/en/dark-side-of-the-universe 

***