Središte Mliječne staze već desetljećima zbunjuje astronome. Ovo kaotično područje ispunjeno gustim plinovima i okruženo supermasivnom crnom rupom Sagittarius A* (Strijelac A*, oznaka Sgr A*) sadrži neobičan kozmički fenomen koji prkosi poznatim zakonima fizike. Vodik u tom području pokazuje iznimno visoku razinu ionizacije, ali izvor energije koji bi to mogao uzrokovati ostaje nepoznat.
Nova studija sada sugerira da bi ovaj neobjašnjivi fenomen mogao biti posljedica potpuno nove vrste tamne tvari—one koja bi mogla preokrenuti dosadašnje teorije o nevidljivoj tvari koja čini većinu svemira.
Ako se ova hipoteza potvrdi, mogla bi dovesti do prvih neizravnih dokaza o tamnoj tvari i dovesti do revolucionarnih promjena u astrofizici.
Što se događa u galaktičkoj jezgri?
Duboko u središtu Mliječne staze nalazi se regija poznata kao Središnja molekularna zona (CMZ), golemi oblak plina koji okružuje Sagittarius A*. Ovdje su znanstvenici otkrili vodikove atome kojima nedostaju elektroni u puno većim količinama nego što predviđaju standardni astrofizički modeli.
Obično se pretpostavlja da su glavni izvori ionizacije kozmičke zrake i zvjezdano zračenje, ali ti faktori ne mogu objasniti ekstremne razine ionizacije u CMZ-u.
Pa što onda uzrokuje ovu nevidljivu energetsku silu? Nova vrsta tamne tvari?
Međunarodni tim fizičara sada vjeruje da bi odgovor mogao ležati u dosad neotkrivenoj, izuzetno laganoj verziji tamne tvari.
Za razliku od slabo interagirajućih masivnih čestica (WIMP-ova), koje su bile glavni kandidati u potrazi za tamnom tvari, ova studija predlaže mnogo lakše čestice—sub-GeV tamnu tvar.
Ako takve čestice postoje, mogle bi se međusobno sudarati i stvarati parove elektrona i pozitrona, koji bi zatim izazvali ionizaciju vodika u CMZ-u. To bi značilo da su znanstvenici možda upravo pronašli prvi dokaz interakcije tamne tvari s običnom materijom.
Zagonetni signal od 511 keV
Ovdje stvari postaju još zanimljivije.
Već godinama astronomi detektiraju neobičan gama-zračni signal od 511 keV koji dolazi iz središta Mliječne staze. Ova emisija se pripisuje anihilaciji pozitrona, no pravi izvor tih čestica nikada nije pronađen.
Sada istraživači sugeriraju da bi ista lagana tamna tvar odgovorna za ionizaciju CMZ-a mogla biti i izvor 511 keV gama-zračenja. Ako se ova teorija pokaže točnom, mogla bi ujediniti dva velika kozmička misterija u jedan model.
Ako se potvrdi postojanje sub-GeV tamne tvari, to bi moglo dovesti do velikih promjena u istraživanju svemira. Do sada su eksperimenti bili fokusirani na teže čestice, ali ova studija sugerira da je lagana tamna tvar možda sve vrijeme bila prisutna, samo neopažena.
Nadolazeće svemirske misije, poput COSI, mogle bi pružiti ključne podatke potrebne za testiranje ove hipoteze.
Uz to, budući eksperimenti za detekciju tamne tvari mogli bi se prilagoditi i fokusirati na sub-GeV kandidate, što bi moglo promijeniti smjer istraživanja prema bržim, lakšim česticama koje međusobno interagiraju na dosad nepoznate načine.
Ako tamna tvar doista igra ključnu ulogu u ionizaciji međuzvjezdanog plina, mogla bi također utjecati na formiranje zvijezda, rast crnih rupa i čak na razvoj velikih kozmičkih struktura.
Za sada, misterij ostaje neriješen. No, ako je ova studija točna, središte Mliječne staze možda krije najveći trag u potrazi za tamnom tvari.
🔵 Pridružite se razgovoru!
Imate nešto za podijeliti ili raspraviti? Povežite se s nama na Facebooku i pridružite se zajednici znatiželjnih istraživača u našem Telegram kanalu. Za najnovija otkrića i uvide, pratite nas i na Google Vijestima.
