Tajanstveni sjaj u središtu galaksije mogao bi biti tamna tvar

  • Podijeli Ovo
Ricky Joseph

Poznat kao Galactic Center GeV Excess (GCE), misteriozni sjaj u središtu galaksije intrigirao je znanstvenike otkako su ga 2009. otkrili fizičari Lisa Goodenough i Dan Hooper.

Postoji mnogo zvijezde u središtu galaksije, pored supermasivne crne rupe - ali oduzmite svjetlost od svega toga, i dalje ćete ostati s tim tajanstvenim viškom gama zračenja koje se širi cijelom regijom.

U podacima iz NASA-e Fermijev teleskop, fizičari su pronašli višak gama zračenja – jedno od najenergičnijih svjetala u svemiru – i nismo bili u mogućnosti izravno otkriti što ga uzrokuje.

Mogući uzrok

Fizičar Mattia Di Mauro iz talijanskog Nacionalnog instituta za nuklearnu fiziku ima znanstvenu predosjećaj o podrijetlu tajanstvenog sjaja. Njihova analiza ukazuje na tamnu tvar kao krivca za GCE (nešto što su Goodenough i Hooper prvobitno predložili kao objašnjenje).

Ne znamo što je tamna tvar, samo da postoji misteriozna masa koja je odgovorna za utječe na gravitacijske sile koje se ne mogu objasniti stvarima koje možemo izravno detektirati – normalnom materijom kao što su zvijezde, prašina, plin i galaksije.

Na primjer, galaksije se okreću mnogo brže nego što bi trebale da su pod gravitacijskim utjecajem normalna materija u njima; gravitacijska leća – zakrivljenost prostorvremena uoko masivnih objekata – puno su jači nego što bi trebali biti. Što god stvara ovu dodatnu gravitaciju, izvan je naše sposobnosti izravnog otkrivanja.

Tamnu tvar poznajemo samo po gravitacijskom učinku koji ima na druge objekte, a ima je mnogo. Otprilike 80 posto sve materije u Svemiru je tamna tvar, iako je ne možemo vidjeti.

Goodenough i Hooper su predložili da ako se određene čestice tamne materije zvane WIMPS (masivne čestice slabog međusobnog djelovanja) i njihove antičestice sudare, međusobno bi se uništile, eksplodirajući u pljusku drugih čestica, uključujući fotone gama zraka. To se objašnjenje iznenađujuće dobro uklapa u podatke, kažu. Ali nisu svi znanstvenici bili uvjereni u objašnjenje.

2018. drugi tim znanstvenika predložio je da bi vrlo stare, mrtve zvijezde zvane pulsari, koje još nismo vidjeli, mogle biti uzrok viška. To je moguće jer je galaktičko središte prenatrpano, prašnjavo i vrlo energično – bilo bi vrlo lako propustiti jednu ili nekoliko zvijezda.

Nedavne studije također su otkrile da GCE distribucija nije glatka – kako biste očekivati ​​od uništenja tamne tvari – ali pomalo ljepljivo i točkasto, što je tim za pulsare protumačio kao konzistentno s točkastim izvorima kao što su zvijezde.

Zatim drugi timdošao i utvrdio da tamna tvar može proizvesti točkasto gama zračenje, stavljajući to natrag na stol. Čak je više istraživača generiralo niz iscrpnih modela galaktičkog središta s anihilacijom tamne tvari koristeći niz masa u najistraženijim režimima. Otkrili su da je malo vjerojatno da su WIMP-ovi uzrok GCE-a.

Di Maurovo objašnjenje fenomena

Studija fizičara Mattie Di Maura uspoređuje podatke teleskopa Fermi tijekom posljednjih 11 godina s mjerenjima druge astronomske anomalije koje je zabilježio detektor kozmičkih zraka Pamela na satelitu Resurs-DK No.1 i eksperiment Alpha Magnetic Spectrometer na Međunarodnoj svemirskoj postaji (ISS).

Konkretno, njegova studija koristi najveći skup Fermijevi podaci prikupljeni tijekom prošle godine i minimiziraju nesigurnosti unesene pozadinskim zračenjem. Ovo je pružilo, rekao je Di Mauro, informacije o prostornoj distribuciji GCE-a koje bi mogle pomoći u odbacivanju nekoliko objašnjenja.

“Da je prekomjernost, na primjer, uzrokovana interakcijom između kozmičkih zraka i atoma, mi bismo očekujte promatrati njegovu veću prostornu distribuciju pri nižim energijama i nižu difuziju pri višim energijama zbog širenja kozmičkih čestica", objasnio je u izjavi.

"Moja studija, s druge strane, naglašava kako distribucijavišak prostora se ne mijenja kao funkcija energije.”

Prema Mattii, ovo nikada prije nije primijećeno i moglo bi se objasniti tamnom tvari, budući da mislimo da bi čestice tamne tvari trebale imati sličnu energiju.

"Analiza jasno pokazuje da je višak gama zraka koncentriran u galaktičkom središtu, upravo ono što bismo očekivali pronaći u srcu Mliječne staze da je tamna tvar doista nova vrsta čestica", rekao je rekao je.

Di Maurovo istraživanje objavljeno je u Physical Review D , a drugi je članak dostupan na arXiv. S informacijama iz Science Alert-a.

Ricky Joseph je tragač za znanjem. Čvrsto vjeruje da razumijevanjem svijeta oko sebe možemo raditi na poboljšanju sebe i društva u cjelini. Kao takav, njegova je životna misija naučiti što više o svijetu i njegovim stanovnicima. Josip je radio na mnogo različitih područja, a sve u cilju unaprjeđenja svog znanja. Bio je učitelj, vojnik i poslovni čovjek - ali njegova prava strast leži u istraživanju. Trenutačno radi kao znanstvenik-istraživač za veliku farmaceutsku tvrtku, gdje je posvećen pronalaženju novih tretmana za bolesti koje su se dugo smatrale neizlječivima. Marljivošću i napornim radom Ricky Joseph postao je jedan od vodećih stručnjaka za farmakologiju i medicinsku kemiju u svijetu. Njegovo ime poznato je znanstvenicima posvuda, a njegov rad nastavlja poboljšavati živote milijuna.