kozmos.hr
Svemir

Tamna tvar uzrok neobičnog sjaja Mliječne staze

Tajanstveni sjaj u središtu Mliječne staze. Izvor: Mattia Di Mauro (ESO / Fermi-Lat)
objavljeno

Razaranje tamne tvari moglo bi objasniti tajanstveno svjetlo u središtu naše galaksije.

Neobična svjetlost iz središta naše galaksije

Prema novom istraživanju, teške čestice tamne tvari mogu se destruktivno sudarati u središtu galaksije, stvarajući elementarne čestice, kao i gama zrake, neobjašnjivu svjetlost u galaksijskom središtu.

O izvoru ove neobjašnjive svjetlosti, koja se naziva višak galaktičkog centra (GCE), znanstvenici raspravljaju otkako je otkrivena 2009. godine. Analizirajući podatke NASA-inog svemirskog teleskopa gama-zraka Fermi, znanstvenici su primijetili blagi sjaj gama zraka koji poznati izvori nisu mogli objasniti. U godinama nakon toga, znanstvenici su predložili niz izvora, od tamne tvari do uobičajenih izvora poput izuzetno okretnih zvijezda nazvanih milisekundni pulsari.

Tamna tvar uzrokuje misteriozan sjaj u centru Mliječne staze

Novi pregled podataka s teleskopa Fermi, kombiniranih s podacima iz eksperimenta na Međunarodnoj svemirskoj postaji i promatranjima obližnjih patuljastih galaksija, sugerira da bi teške čestice tamne tvari u središtu galaksije mogle objasniti misteriozan sjaj.

“Mislim da je najzanimljivije otkriće to da tamna tvar može objasniti sjaj galaktičkog centra”, istovremeno se podudarajući s opažanjima iz obližnjih galaksija, tvrdi glavni autor studije Mattia di Mauro, istraživač iz torinskog odjela Nacionalnog instituta za nuklearnu fiziku u Italiji . “Ovaj rezultat nije pronađen u modelu u kojem se gustoća tamne tvari i model fizike čestica, uzima dosljedno.”

Tamna tvar. Izvor: Galauniverse.com
Tamna tvar. Izvor: Galauniverse.com

U novoj je analizi di Mauro pažljivo proučavao višak svjetlosti gama zraka kako bi mapirao njegov položaj, oblik i razinu energije. Rezultati objavljeni 22. ožujka u časopisu Physical Review D, otkrili su da je sjaj prilično sferičan i simetrično usredotočen usred Mliječne staze.

U naknadnoj studiji, objavljenoj u bazi podataka pretiska arXiv, di Mauro i suradnik Martin Wolfgang Winkler, istraživač sa Sveučilišta u Stockholmu te Centra za fiziku kozmočestica u Švedskoj Oskar Klein, istraživali su što sjaj gama zraka može otkriti o tamnoj tvari. Tražeći slične gama-zrake iz patuljastih sferičnih galaksija i u promatranjima viška pozitrona ili pozitivno nabijenih partnera antimaterije elektrona koji dolaze iz tih galaksija (u eksperimentima na ISS-u), istraživači su uspjeli ograničiti masu i kandidate tamne materije.

Čestice tamne materije 60 puta veće mase od protona

Rezultati sugeriraju da čestice tamne tvari imaju masu od oko 60 gigaelektronskih volta – otprilike 60 puta veću od mase protona. Kad se ove čestice tamne materije sudare, one se razgrađuju u mione i antimone odnosno elektrone i pozitrone. Ako je ova hipoteza točna, ovakve čestice tamne materije mogu se stvoriti i otkriti i na Zemlji, u  eksperimentima na Velikom hadronskom sudaraču, te tako pomoći znanstvenicima da suze svoju pretragu. Međutim, nisu svi znanstvenici uvjereni u nove rezultate. Nekoliko timova je prethodno isključilo doprinos GCE-a česticama tamne tvari manjima od 400 gigaelektronskih volta. Drugi skeptici tvrde da višak svjetlosti dolazi od neotkrivenih zvijezda, jer se raspodjela svjetlosti sužava na mjestu u kojem bi trebale biti zvijezde.

“Odlučili su se da u svoju analizu neće uključiti [zvjezdane raspodjele], što po meni nije razumljivo kako sa statističke, tako i s fizičke strane”, rekao je Oscar Macias Ramirez, astronom sa Sveučilišta u Amsterdamu koji nije bio uključen u novo istraživanje. “S gledišta fizike, ne treba zaboraviti da postoji više potencijalnih emitera gama-zraka pored zvijezda.”

Ako višak svjetlosti doista dolazi od milisekundnih pulsara ili drugih zvijezda, onda bi nadolazeći radio teleskopi, kao što je kvadratni kilometarski niz u australskom zaleđu, rentgenski teleskopi ili visokoenergijski gama-zračni teleskopi, kao što je Čerenkovov teleskop trenutno u izgradnji u čileanskoj pustinji Atacama, mogli otkriti nove zvjezdane populacije i zatvoriti aktualnu raspravu unutar sljedećih pet godina, rekao je Macias Ramirez.

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

t.me/kozmoshr

Izvori: 

Johnson-Groh M. (2.4.2021.), Dark matter ‘annihilation’ may be causing the Milky Way’s center to glow, LiveScience.com

Ja sam Matija Klarić.
Student sam Ekonomskog fakulteta, a u slobodno se vrijeme bavim volonterstvom te istraživanjem, čitanjem i pisanjem o mojim omiljenim temama; svemiru, astronomiji, astrofizici i tehnologiji.