бы несколько странно – прямо-таки заговор природы – обнаружить у них одинаковый энергетический спектр. Если же оба вида антиматерии являются результатом аннигиляции темной материи, то естественно ожидать от них более или менее схожего поведения, что как раз и наблюдается в данных AMS‑02.

И снова – пульсары или темная материя. Ответ на этот вопрос может быть получен, когда AMS‑02 проработает еще какое-то время и, накопит больше данных наблюдений космических лучей и, соответственно, зарегистрирует больше частиц антиматерии с очень высокими энергиями. Вот почему Тинга так обрадовали четыре успешных выхода в открытый космос астронавтов Луки Пармитано и Эндрю Моргана, которые они выполнили с середины ноября 2019 года по конец января 2020-го. За прошедшие годы вышли из строя три из четырех насосов системы охлаждения спектрометра AMS, и астронавты заменили их все на новые, более мощные в ходе серии очень трудоемких и длительных ремонтных работ под пристальным взглядом Тинга, наблюдавшего за процессом из Центра управления полетами в Хьюстоне. И да, во время четвертого и последнего выхода в открытый космос Пармитано устранил протечку в одной из трубок системы охлаждения, или, как он в шутку назвал ее в своем твите от 3 февраля, канализации.

Международная космическая станция продолжит работать по крайней мере до 2028 года. К этому времени, по словам Тинга, спектрограф AMS‑02 зарегистрирует достаточное число частиц антивещества, чтобы можно было сравнить полученные данные с предсказанным энергетическим спектром аннигиляции темной материи в галактическом центре. А пока что ученые уже обсуждают перспективы запуска где-то около 2040 года гораздо более крупного и чувствительного космического детектора космических лучей, получившего предварительное название AMS‑100. Я считаю, что в случае его осуществления этот проект будет назван именем Сэма Тинга.

Трейси Слатьер и Дэн Хупер считают, что тайна избытка гамма-излучения из галактического ядра может быть разгадана в течение ближайших нескольких лет. В частности, они возлагают надежды на большие радиоастрономические обсерватории вроде многоантенного радиотелескопа MeerKAT в Южной Африке и будущего многоантенного радиотелескопа Square Kilometre Array (SKA – «[Антенная] решетка [площадью] в квадратный километр»). По словам Слатьер, «если в районе галактического центра действительно имеется большая популяция высокоэнергичных миллисекундных пульсаров, то глубокий радиообзор на радиотелескопе SKA должен ее обнаружить». По мнению Хупера, для получения наблюдаемого гамма-излучения из области галактического центра специалистам по пульсарам придется предположить наличие там целых трех миллионов таких источников. По его словам, «если радиотелескоп SKA ни одного такого объекта не обнаружит, то можно уверенно отвергнуть это объяснение».

Но это не обязательно будет означать, что мы установили происхождение обнаруженного спектрометром AMS‑02 избытка позитронов и антипротонов высокой энергии, – Слатьер считает, что его источником вполне могут быть близлежащие пульсары. По ее словам, «вряд ли все эти избытки имеют один и тот же источник в виде темной материи».

Вестники из дальнего космоса – частицы космических лучей и гамма-кванты – продолжают бомбардировать нашу маленькую планету. Не исключено, что ученые смогут найти в этой межзвездной лавине ключ к косвенному обнаружению темной материи. Пока что стог слишком велик, чтобы найти в нем иголку.

21. Мелкие нарушители

В том же году, когда Сэм Тинг наблюдал за запуском своего детектора антиматерии стоимостью 2 миллиарда долларов, Питер ван Доккум и Роберто Абраам начали обсуждать планы создания недорогой сверхчувствительной камеры для поиска галактик-призраков и других тусклых структур на ночном небе1.

Будучи заведующим кафедрой в Йельском университете, ван Доккум временами чувствовал себя уставшим от всех этих больших проектов, написания заявок на гранты и организационных встреч. Те же чувства были и у Абраама в университете Торонто. В 2011 году во время обеда в центре Торонто двое друзей вспоминали старые добрые дни, когда занятие наукой просто приносило удовольствие. Когда же все пошло не так? А не попробовать ли вернуть былой юношеский азарт и не начать ли новый почти любительский проект?

Спустя два года в Небесной обсерватории Нью-Мексико (New Mexico Skies Observatories) заработала первая небольшая версия многообъективного телескопа Dragonfly Telephoto Array. «Я точно не помню, кому именно пришла в голову эта мысль, – говорит Абраам. – Мы тогда выпили по нескольку банок пива. По-моему, эта была наша общая идея».

Я вам еще расскажу подробнее про телескоп Dragonfly дальше в этой главе – это действительно потрясающий проект2. Пока что просто перенесемся в конец марта 2018 года, когда телескоп Dragonfly стал мировой сенсацией – выполненные на нем наблюдения позволили доказать существование темной материи и опровергнуть альтернативную теорию модифицированной ньютоновской динамики (MOND), о которой говорилось в главе 12. И добиться этого удалось через обнаружение не самой таинственной субстанции, а карликовой галактики, полностью ее лишенной.

Ван Доккум называет это аргументом в стиле дзен: существование чего-то доказывается путем необнаружения этого чего-то. Если подумать, то в этом есть смысл. Если скорость вращения в галактиках определяется некой неизвестной особенностью гравитации, как это утверждают сторонники теории MOND, то этот эффект должен проявляться во всех галактиках. Но если, как считает большинство астрофизиков, скорость вращения определяется темной материей, то лишенные ее галактики должны вращаться медленнее, со скоростями, соответствующими только наблюдаемому количеству газа и звезд. Именно так ведет себя карликовая галактика NGC1052-DF2 – и такое поведение невозможно в рамках теории MOND3. Следовательно, темная материя существует. (Или, как минимум, теория MOND неверна.)

Никто не смог дать простого объяснения существования галактики, совершенно лишенной темной материи, но открытие DF2 продемонстрировало важное значение карликовых галактик для изучения темной материи.

Астрономам давно известны две маленькие галактики – два спутника Млечного Пути. Это Большое и Малое Магеллановы Облака, которые видны невооруженным глазом в Южном полушарии и в тропиках. У галактики Андромеды тоже есть галактики-спутники, впервые обнаруженные еще в XVIII веке французским астрономом Шарлем Мессье. И все же открытие в 1937 году первых «настоящих» карликовых галактик – гораздо меньших, чем Магеллановы Облака, – гарвардским астрономом Харлоу Шепли стало неожиданностью. В письме в редакцию, опубликованном в номере журнала Nature от 15 октября 1938 года, Шепли высказал предположение, что «такого рода объекты могут часто встречаться в межгалактическом пространстве»4.

И действительно, на момент написания этой книги известно как минимум 59 карликовых спутников нашей Галактики в пределах 1,4 миллиона световых лет от нее. Более крупные из них отличаются разнообразием форм и типов, от аморфных богатых газом систем со звездными скоплениями и туманностями до очень симметричных систем из старых звезд, напоминающих миниатюрные версии эллиптических галактик. Такие спутники в среднем в десятки раз меньше своих «главных» галактик