Znanstvenici sa Sveučilišta Johns Hopkins možda su pronašli uvjerljiv trag u višedesetljetnoj potrazi za dokazima postojanja tamne tvari. Difuzni sjaj gama zraka u blizini središta Mliječne staze zbunjuje istraživače već desetljećima, dok pokušavaju utvrditi potječe li svjetlost od sudara čestica tamne tvari ili od brzo rotirajućih neutronskih zvijezda.
Ako višak gama svjetlosti ne potječe od umirućih zvijezda, mogao bi predstavljati prvi dokaz da tamna tvar doista postoji.
“Tamna tvar dominira svemirom i drži galaksije na okupu. Iznimno je važna, a mi neprestano razmišljamo o načinima na koje bismo je mogli otkriti”, rekao je suautor Joseph Silk, profesor fizike i astronomije na Johns Hopkinsu. “Gama zrake, a posebno višak svjetlosti koji promatramo u središtu naše galaksije, mogli bi biti naš prvi trag.”
Silk i međunarodni tim istraživača koristili su superračunala kako bi stvorili karte koje prikazuju gdje bi se tamna tvar trebala nalaziti u Mliječnoj stazi, uzimajući po prvi put u obzir povijest nastanka same galaksije.
Danas je Mliječna staza relativno zatvoren sustav, bez značajnog dotoka ili gubitka materijala. No, nije uvijek bilo tako. Tijekom prvih milijardu godina, brojni manji sustavi slični galaksijama, sastavljeni od tamne tvari i drugih materijala, ušli su i postali građevni blokovi mlade Mliječne staze. Kako su se čestice tamne tvari gravitacijski privlačile prema središtu galaksije i grupirale, broj njihovih međusobnih sudara rastao je.
Kada su istraživači u simulacije uključili realističnije sudare, njihovi modeli podudarili su se s pravim kartama gama zraka snimljenima teleskopom Fermi Gamma-ray Space Telescope.
Tri dokaza za isti izvor
Podudarnost karata zaokružila je skup od tri neovisna pokazatelja koji sugeriraju da višak gama zraka u središtu Mliječne staze može potjecati od tamne tvari. Gama zrake nastale sudarima čestica tamne tvari imale bi isti signal i svojstva kao i one koje se opažaju u stvarnosti, navode istraživači, iako to još ne predstavlja konačan dokaz.
Svjetlost koja dolazi od ponovno aktiviranih, starih neutronskih zvijezda koje se vrlo brzo okreću, poznatih kao milisekundni pulsari, također bi mogla objasniti postojeću kartu gama zraka, mjerenja i karakteristični potpis signala. No teorija o milisekundnim pulsarima nije savršena. Da bi izračuni funkcionirali, znanstvenici moraju pretpostaviti da takvih pulsara ima mnogo više nego što ih je dosad opaženo.
Novi teleskop mogao bi razriješiti zagonetku
Odgovor bi mogao donijeti novi, golemi teleskop za gama zrake pod nazivom Cherenkov Telescope Array.
Znanstvenici vjeruju da će podaci s teleskopa visoke rezolucije, koji može mjeriti vrlo energične signale, pomoći astrofizičarima da razriješe ovu zagonetku.
Istraživački tim planira novi eksperiment kojim će ispitati imaju li gama zrake iz Mliječne staze višu energiju, što bi ukazivalo na milisekundne pulsare, ili su niže energije, što bi značilo da potječu od sudara čestica tamne tvari.
“Čist signal bio bi, po mom mišljenju, nepobitan dokaz”, rekao je Silk.
U međuvremenu, istraživači će razviti nove predikcije o tome gdje bi mogli pronaći tamnu tvar u nekoliko odabranih patuljastih galaksija koje kruže oko Mliječne staze. Kada dovrše svoje karte, moći će ih usporediti s podacima visoke rezolucije.
“Moguće je da ćemo u novim podacima potvrditi jednu od teorija”, rekao je Silk. “A možda nećemo pronaći ništa, što bi cijelu stvar učinilo još većom znanstvenom misterijom.”
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
