Tajemniczej poświaty nie da się łatwo wyjaśnić. Badacz z Uniwersytetu w Tokio twierdzi, że to może być pierwsza bezpośrednia obserwacja ciemnej materii.
Nowe badanie Uniwersytetu Tokijskiego twierdzi, że kosmiczny teleskop promieniowania gamma Fermi należący do NASA wykrył poświatę w centrum Drogi Mlecznej, bardzo zbliżoną do tej, której naukowcy od dawna spodziewają się w razie zderzeń i anihilacji cząstek ciemnej materii.
Jeśli się potwierdzi, będzie to jeden z największych przełomów we współczesnej fizyce.
Na początku lat 30. XX w. szwajcarski astronom Fritz Zwicky zauważył, że galaktyki poruszają się znacznie szybciej, niż wynikałoby to z ich widocznej masy. Coś niewidzialnego, później nazwanego ciemną materią, zdawało się je spajać.
„Ciemna materia to niewidzialny klej, który spaja wszechświat. Ten tajemniczy materiał jest wszędzie wokół nas i stanowi większość materii we wszechświecie” – podała NASA.
Przez dekady naukowcy mogli jedynie wnioskować o jej istnieniu na podstawie tego, jak zniekształca galaktyki i zagina światło. Ponieważ ciemna materia nie oddziałuje elektromagnetycznie, nie emituje, nie pochłania ani nie odbija światła. Innymi słowy: jest, ale jej nie widać.
To może się zmienić.
Korzystając z nowych obserwacji z teleskopu Fermi NASA, profesor Tomonori Totani z Uniwersytetu Tokijskiego uważa, że zidentyfikował promienie gamma powstające w wyniku anihilacji hipotetycznych cząstek ciemnej materii znanych jako WIMP (słabo oddziałujące masywne cząstki).
Wyniki opublikowano we wtorek (25 listopada) w Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Halo promieni gamma, które nie powinno istnieć
„Wykryliśmy promienie gamma o energii fotonów 20 gigaelektronowoltów (czyli 20 mld elektronowoltów, niezwykle duża energia), rozciągające się w strukturze przypominającej halo w kierunku centrum Drogi Mlecznej. Emisja promieni gamma bardzo dobrze odpowiada kształtowi oczekiwanemu dla halo ciemnej materii” – powiedział Totani.
Układ i natężenie promieni gamma, a także ich rozmieszczenie w halo wokół centrum Drogi Mlecznej, niemal idealnie pokrywają się z przewidywaniami dla zderzeń WIMP-ów.
Według Totaniego oszacowana masa tych cząstek, około 500 razy większa niż masa protonu, zgadza się z od dawna formułowanymi przewidywaniami teoretycznymi.
Co istotne, sygnał nie odpowiada emisjom znanych zjawisk astronomicznych, takich jak pulsary, pozostałości po supernowych czy inne typowe źródła promieni gamma.
„Jeśli to prawda, na ile wiem byłby to pierwszy raz, gdy ludzkość „zobaczyła” ciemną materię. A ciemna materia byłaby nową cząstką, której nie obejmuje obecny standardowy model fizyki cząstek. To oznacza istotny przełom w astronomii i fizyce” – stwierdził Totani.
Potrzeba dalszych badań
Odkrycie nie zostało jeszcze potwierdzone.
Niezależne zespoły muszą przeanalizować dane. Badacze będą też szukać podobnych sygnałów promieni gamma w innych miejscach, zwłaszcza w galaktykach karłowatych, gdzie jest dużo ciemnej materii.
„Może się to udać, gdy zbierzemy więcej danych. Wówczas otrzymalibyśmy jeszcze mocniejsze dowody na to, że promienie gamma pochodzą z ciemnej materii” – dodał Totani.