U zandje vrijeme smo dosta toga pisali o tamnoj tvari. I kako izgleda, trend se nastavlja. Tamna tvar ostaje jedna od najvećih enigmi astronomske zajednice. Budući da ne apsorbira, ne reflektira, niti emitira svjetlost, taman tvar je nevidljiva našim instrumentima. Ipak, njezino postojanje pretpostavljamo zbog gravitacijskih efekata koje izgleda vrši na galaksije. Unatoč tome što znanstvenici vjeruju da čini približno 85% svemira, znanstvena zajednica još uvijek ‘tapka u mraku’ kada je riječ o osnovnim karakteristikama tamne tvari.
Postoji mnogo teorija, no nedavno istraživanje koje potpisuje postdoktorski istraživač sa Sveučilišta Clemson, Alex McDaniel, nudi neke od najpreciznijih ograničenja za razumijevanje prirode tamne tvari do danas. Osim toga, njegova studija naznačuje postojanje slabog signala koji, ukoliko je autentičan, mogao bi biti potvrđen u narednom desetljeću. “S akumulacijom podataka i budućim otkrićima, ovaj slab trag bi se mogao razviti u konkretnu detekciju modela tamne tvari,” ističe McDaniel. Detekcija tamne materije predstavljala bi epohalno otkriće.
Tamna tvar je ključni element
“Tamna tvar je jedan od ključnih elemenata u astrofizici o kojem znamo vrlo malo. Njezino otkriće predstavljalo bi značajan proboj,” navodi Marco Ajello, docent na Odsjeku za fiziku i astronomiju Sveučilišta Clemson i mentor Alexa McDaniela. “Otkriće tamne tvari moglo bi dovesti do dodjele Nobelove nagrade. Važnost je teško precijeniti.”
U sklopu ovog istraživanja, McDaniel i njegov tim pretraživali su patuljaste galaksije u potrazi za tamnom tvari koja se samo-anihilira u običnu materiju i gama zrake, formu svjetlosti najviše energije. Patuljaste galaksije predstavljaju idealno okruženje za ovakva istraživanja zbog svoje male veličine, visoke koncentracije tamne tvari, i minimalne prisutnosti drugih astrofizičkih fenomena koji bi mogli utjecati na rezultate.
“Ova potraga je ključna jer nam, u idealnom slučaju, omogućuje jasan signal ili isključivanje određenih teorija čestica,” objašnjava McDaniel.
Prema nekim teorijama, tamna tvar ima određenu masu, što predstavlja vjerojatnost određenog događaja uslijed interakcije čestica. To bi značilo određena očekivanja u pogledu gama zraka. Nedostatak takvih očekivanih rezultata omogućava isključivanje tih masa.
Proces eliminacije
“U ovom istraživanju prevladava proces eliminacije, ističući da tamna materija ne može posjedovati specifične mase ili presjeke,” pojašnjava Chris Karwin, nekadašnji postdoktorand na Sveučilištu Clemson i suautor studije, koji sada obavlja funkciju postdoktoranda u NASA-inom Goddard Centru. “Ipak, u odnosu na ranija istraživanja, primjećujemo indicije koje bi mogle sugerirati postojanje signala iz tih sustava.”
Istraživački rad pod vodstvom McDaniela obuhvaća širi spektar podataka, uključujući nove nalaze o patuljastim galaksijama i opsežnije količine prikupljenih podataka nego što je to bio slučaj u prethodnim studijama. Analizirano je približno 50 patuljastih galaksija, no McDaniel anticipira da bi, uz dolazak novih, naprednijih teleskopa u skoroj budućnosti, taj broj mogao skočiti na 150–200.
“Ovi nadolazeći teleskopi funkcioniraju kao specijalizirani detektori za patuljaste galaksije,” naglašava McDaniel. “Zahvaljujući takvom tehnološkom napretku, umjesto tek blagih naznaka, mogli bismo se nadati otkriću koje bi bilo apsolutno i neosporno.” Ajello dodaje: “Ako je signal stvaran, s vremenom će biti neizbježno potvrđen.”
Ovo istraživanje ne samo da predstavlja značajan napredak u razumijevanju tamne materije, već također ističe ključnu ulogu kontinuiranog tehnološkog razvoja i međusobne suradnje u znanstvenoj zajednici. Potencijalna potvrda postojanja tamne materije ne bi samo razriješila jednu od najvećih zagonetki astrofizike, već bi također proširila granice našeg razumijevanja svemira. Dok znanstvena zajednica s nestrpljenjem očekuje buduće rezultate, ovo istraživanje već sada potvrđuje važnost upornosti i inovativnosti u znanosti, te nas podsjeća na neprocjenjiv doprinos koji takva istraživanja donose u našu potragu za znanjem. Rezultati istraživanja objavljeni su u časopisu Physical Review D.
