Dowód na istnienie ciemnej materii może skrywać się w centrum Drogi Mlecznej

Astronomowie wskazują, że dowód na istnienie ciemnej materii może znajdować się w jądrze Drogi Mlecznej, gdzie występuje nadmiar promieniowania gamma.

.Tajemnicza, rozproszona poświata promieniowania gamma w pobliżu centrum Drogi Mlecznej od dziesięcioleci stanowi zagadkę dla naukowców, którzy próbują ustalić, czy światło to pochodzi ze zderzających się cząstek ciemnej materii, czy też z szybko wirujących gwiazd neutronowych. W ramach nowego badania, opublikowanego w czasopiśmie Physical Review Letters, naukowcy z Johns Hopkins University, ustalili, że obie teorie są równie prawdopodobne. Jeśli nadmiar promieniowania gamma nie pochodzi z umierających gwiazd, mogłoby to wskazywać na pierwszy dowód na istnienie ciemnej materii.

„Naukowcy zakładają, że ciemna materia dominuje we Wszechświecie i spaja galaktyki. Potencjalnie ma ona ogromne znaczenie i nieustannie poszukujemy pomysłów, jak ją wykryć. Promieniowanie gamma, a konkretnie nadmiar światła, który obserwujemy w centrum naszej galaktyki, może być właśnie pierwszą taką wskazówką” – mówi Joseph Silk z Johns Hopkins University.

Astronomowie w ramach badania wykorzystali superkomputery do stworzenia map lokalizacji ciemnej materii w Drodze Mlecznej, po raz pierwszy uwzględniając historię powstawania galaktyki.

Obecnie Droga Mleczna, jak opisują badacze, jest stosunkowo zamkniętym układem, z którego nie wychodzą ani nie wchodzą żadne materiały. Jednak nie zawsze tak było. W ciągu pierwszych miliardów lat wiele mniejszych układów galaktycznych złożonych z ciemnej materii i innych materiałów weszło do młodej Drogi Mlecznej i stało się jej budulcem. Gdy cząstki ciemnej materii przyciągały się grawitacyjnie w kierunku centrum galaktyki i gromadziły się, liczba zderzeń ciemnej materii wzrosła.

Kiedy naukowcy uwzględnili bardziej realistyczne zderzenia, ich symulowane mapy pokrywały się z tymi rzeczywistymi promieniowania gamma wykonanymi przez teleskop kosmiczny Fermi Gamma-ray Space Telescope.

Te zgodne mapy sugerują, że nadmiar promieniowania gamma w centrum Drogi Mlecznej może pochodzić z ciemnej materii. Zdaniem astronomów zderzenia cząstek tej tajemniczej substancji wytwarzałyby ten sam sygnał i promieniowanie gamma miałoby te same właściwości, co to obserwowane w świecie rzeczywistym – nie jest to jednak ostateczny dowód na istnienie ciemnej materii.

Światło emitowane przez stare gwiazdy neutronowe, które szybko się obracają – zwane pulsarami milisekundowymi – również mogłoby wyjaśnić istniejącą mapę promieniowania gamma oraz pomiary i sygnaturę sygnału. Jednak, jak twierdzą naukowcy, teoria również nie jest doskonała. Aby obliczenia te miały sens, badacze muszą założyć, że istnieje więcej tych niezwykłych obiektów niż te, które dotychczas zaobserwowali.

Odpowiedzi mogą przynieść badania prowadzone przy użyciu planowanego obserwatorium astronomicznego Cherenkov Telescope Array, które będzie badać wysokoenergetyczne gamma. Naukowcy zakładają, że dane z urządzenia pomogą astrofizykom rozwiązać ten problem.

.Astronomowie planują obecnie eksperyment, który pozwoli sprawdzić, czy promieniowanie gamma z centrum Drogi Mlecznej ma wyższą energię, co oznaczałoby, że pochodzi z pulsarów milisekundowych, czy też jego źródłem są zderzenia cząsteczek ciemnej materii o niższej energii.

Oprac. EG