„Ispostavilo se da je tamna materija nova čestica koja nije uključena u trenutni Standardni model fizike čestica. Ovo označava veliki napredak u astronomiji i fizici”, kaže jašanski astronom Tomonori Totani, koji ju je otkrio.
Naučnici su možda napokon otkrili tamnu materiju, jednu od najvećih zagonetki svemira. Nova analiza podataka prikupljanih 15 godina pomoću svemirskog teleskopa Fermi otkrila je neobičan sjaj gama-zraka u halou naše galaksije koji se ne može pripisati nijednom poznatom izvoru. Ovaj misteriozni sjaj mogao bi biti dosad najjači trag postojanja tamne tvari, piše Science Alert. Tamna materija jedna je od najtrajnijih tajni u svemiru. NJeno postojanje očituje se kao višak gravitacije koji se ne može objasniti ukupnom količinom vidljive materije.
Istraživači procenjuju da obična tvar, od koje su napravljene zvezde, planete i mi sami, čini samo oko 5 posto ukupne materije u svemiru. Preostalih oko 27% posto pripada tamnoj tvari, a oko 68% obliku energije poznatom kao tamna energija. Fizičari zasad ne znaju ni šta je tamna materija, ni šta je tamna energija, ali svi dokazi upućuju da i jedno i drugo stvarno postoji. Jedan od glavnih kandidata za tamnu tvar su hipotetske, slabo interagujuće masivne čestice, poznate kao WIMP. Prema teoriji, kada se one i njihove antičestice sudare, međusobno se poništavaju u procesu anihilacije. Taj proces proizvodi niz čestica, uključujući fotone gama-zraka koje bismo teleskopima mogli detektovati. Upravo je potraga za takvim signalom dovela do najnovijeg otkrića.
Prema astronomu Tomonori Totaniju sa Univerzitetau Tokiju, novootkriveni sjaj mogao bi biti upravo zračenje nastalo anihilacijom tamne materije. Iako ovo nije prvi put da naučnici traže takav signal, jeste prvi put da je pronađen s vršnom energijom na specifičnoj visini u galaktičkom halou – golemom oblaku gasa i zračenja koji okružuje Mlečni put. „Otkrili smo gama-zrake sa energijom fotona od 20 gigaelektronvolti (ili 20 milijardi elektronvolti, izuzetno velika količina energije) koji se protežu u strukturi nalik halou ka središtu galaksije Mlečni put”, objašnjava Totani. „Komponenta emisije gama-zraka blisko se podudara sa oblikom očekivanim od haloa tamne tvari.”
Dosadašnje potrage uglavnom su bile usmerene na galaktičko središte, gde se veruje da je gustoća tamne materije posebno visoka. Međutim, to područje je pretrpano drugim izvorima gama-zraka, poput milisekundnih pulsara, što otežava izolovanje čistog signala. Galaktički halo, s druge strane, kudikamo je čišće područje, iako je očekivani signal tamo znatno slabiji. Da bi prevladao taj problem, Totani je iskoristio ogromnu zbirku podataka: 15 godina posmatranja prikupljenih teleskopom Fermi. Nakon što je uklonio sve poznate izvore gama-zračenja, preostali signal otkrio je veliku, sferičnu oblast slabog zračenja nalik halou. Vrhunac tog zračenja bio je na 20 gigaelektronvolti – upravo unutar raspona predviđenog za anihilaciju WIMP čestica. Iako je otkriće uzbudljivo, naučnici upozoravaju da je daleko od konačnog dokaza. Ipak, Totani je optimista.
„Ako je ovo tačno, koliko mi je poznato to bi bio prvi put da je čovečanstvo videlo tamnu tvar”, naglašava Totani. „Ispostavilo se da je tamna materija nova čestica koja nije uključena u trenutni Standardni model fizike čestica. Ovo označava veliki napredak u astronomiji i fizici.” Da se otkriće potvrdi biće potrebno još mnogo rada. To uključuje nezavisne analize podataka da se pokuša ponavljanje rezultata, istraživanja drugih astrofizičkih procesa koji bi mogli proizvesti isti sjaj i potragu za sličnim haloima u drugim galaksijama. Ceo proces mogao bi potrajati godinama.
Uprkos tome, otkriće viška gama-zraka čija energija i oblik odgovaraju predviđanjima za anihilaciju tamne tvari predstavlja značajan korak napred u rešavanju misterije koju je prvi postavio švajcarski astronom Fric Cviki pre gotovo jednog stoleća. Istraživanje je objavljeno u časopisu Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
(Ilustracija NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration)
(Indeks)
