„Ona drži galaksije zajedno“: Misteriozni sjaj u Mlečnom putu možda je dokaz postojanja tamne materije

Istraživači sa Univerziteta Džons Hopkins možda su identifikovali ono što bi mogao biti ubedljiv trag u stalnim pokušajima da se dokaže postojanje tamne materije. Misteriozni difuzni sjaj gama zraka blizu centra Mlečnog puta decenijama je zbunjivao istraživače, dok su pokušavali da razaznaju da li svetlost potiče od sudara čestica tamne materije ili brzo rotirajućih neutronskih zvezda.

Ispostavilo se da su obe teorije podjednako verovatne, sugeriše se u novom istraživanju objavljenom u Physical Review Letters.

Preporučujemo

Ako višak gama svetlosti nije od umirućih zvezda, to bi mogao postati prvi dokaz da tamna materija postoji, piše EurekAlert!

- Tamna materija dominira univerzumom i drži galaksije zajedno. Izuzetno je značajna i očajnički stalno razmišljamo o idejama kako bismo je mogli detektovati. Gama zraci, a posebno višak svetlosti koji posmatramo u centru naše galaksije, mogli bi biti naš prvi trag - rekao je Džozef Silk, profesor fizike i astronomije na Univerzitetu Džon Hopkins i istraživač na Institutu za astrofiziku u Parizu i Univerzitetu Sorbona.

Silk i međunarodni tim istraživača koristili su superračunare za kreiranje mapa gde bi tamna materija trebalo da se nalazi u Mlečnom putu, uzimajući u obzir po prvi put istoriju formiranja galaksije.

Danas je Mlečni put relativno zatvoren sistem, bez materijala koji ulaze ili izlaze iz njega. Ali to nije uvek bio slučaj. Tokom prvih milijardu godina, mnogi manji sistemi slični galaksijama napravljeni od tamne materije i drugih materijala ušli su i postali gradivni blokovi mladog Mlečnog puta. Kako su čestice tamne materije gravitirale ka centru galaksije i grupisale se, broj sudara tamne materije se povećavao.

Kada su istraživači uzeli u obzir realističnije sudare, njihove simulirane mape poklopile su se sa stvarnim mapama gama zraka koje je snimio Fermi gama-zračni svemirski teleskop.

Ove podudarne mape zaokružuju trijadu dokaza koji sugerišu da višak gama zraka u centru Mlečnog puta može poticati od tamne materije. Gama zraci koji dolaze od sudara čestica tamne materije proizvodili bi isti signal i imali iste osobine kao oni posmatrani u stvarnom svetu, rekli su istraživači, iako to nije definitivan dokaz.

Svetlost emitovana od oživljenih, starih neutronskih zvezda koje se brzo rotiraju, nazvanih milisekundni pulsari, takođe bi mogla objasniti postojeću mapu gama zraka, merenja i potpis signala. Ali, ova teorija milisekundnih pulsara je nesavršena, rekli su istraživači. Da bi ti proračuni funkcionisali, istraživači moraju pretpostaviti da postoji više milisekundnih pulsara nego što su do sada primetili.

Odgovori bi mogli doći sa konstrukcijom ogromnog novog gama-zračnog teleskopa nazvanog Cherenkov Telescope Array. Istraživači veruju da će podaci iz teleskopa veće rezolucije, koji ima kapacitet da meri visokoenergetske signale, pomoći astrofizičarima da razreše paradoks.

Istraživački tim planira novi eksperiment kako bi testirao da li ovi gama zraci iz Mlečnog puta imaju veće energije, što znači da su milisekundni pulsari, ili su proizvod niže energije sudara tamne materije.

- Čist signal bi bio nepobitan dokaz, po mom mišljenju - rekao je Silk.

U međuvremenu, istraživači će raditi na predviđanjima gde bi trebalo da pronađu tamnu materiju u nekoliko odabranih patuljastih galaksija koje kruže oko Mlečnog puta. Kada mapiraju svoja predviđanja, mogu ih uporediti sa podacima visoke rezolucije.

- Moguće je da ćemo videti nove podatke i potvrditi jednu teoriju u odnosu na drugu. Ili možda nećemo pronaći ništa, u kom slučaju će to biti još veća misterija za rešavanje - rekao je Silk.

(Telegraf Nauka/EurekAlert!)