Vedcom sa po prvý raz podarilo vytvoriť simulácie, ktoré sa zhodujú so skutočnými mapami gama žiarenia v strede Mliečnej cesty. To môže byť dôležitý krok k odhaleniu tmavej hmoty.
Ilustračný obrázok. Zdroj: iStockphotos.com. Autor: agsandrew
Výskumníci z Univerzity Johnsa Hopkinsa možno identifikovali presvedčivú indíciu v prebiehajúcom hľadaní dôkazu o existencii tmavej hmoty.
Záhadná difúzna žiara gama lúčov blízko stredu Mliečnej cesty mätie výskumníkov už desaťročia, keď sa snažia rozpoznať, či svetlo pochádza zo zrážajúcich sa častíc tmavej hmoty alebo z rýchlo rotujúcich neutrónových hviezd. Podľa výskumu publikovaného v časopise Physical Review Letters sa ukazuje, že obe teórie sú rovnako pravdepodobné.
Mapy tmavej hmoty
Ak nadmerné gama svetlo nepochádza z umierajúcich hviezd, mohlo by to byť prvým dôkazom existencie tmavej hmoty. „Tmavá hmota dominuje vesmíru a drží galaxie pohromade. Je mimoriadne dôležitá a my zúfalo ustavične premýšľame o spôsoboch, ako by sme ju mohli detegovať,“ povedal spoluautor Joseph Silk, profesor fyziky a astronómie na Univerzite Johnsa Hopkinsa a výskumník na Institut d’Astrophysique de Paris a na Sorbonne.
„Gama lúče a najmä nadmerné svetlo, ktoré pozorujeme v strede našej Galaxie, by mohli byť našou prvou indíciou.“ Silk a medzinárodný tím výskumníkov použili superpočítače na vytvorenie máp, ktoré ukazujú, kde by sa mala v Mliečnej ceste nachádzať tmavá hmota, pričom po prvý raz zohľadnili históriu vzniku Galaxie.
Dnes je Mliečna cesta relatívne uzavretý systém bez toho, aby do nej vstupovali alebo z nej vystupovali materiály, ale nie vždy to tak bolo. Počas prvej miliardy rokov do nej vstúpilo mnoho systémov podobných menším galaxiám zložených z tmavej hmoty a iných materiálov, ktoré sa stali stavebnými kameňmi mladej Mliečnej cesty. Ako sa častice tmavej hmoty priťahovali k stredu Galaxie a zhlukovali sa, počet zrážok s tmavou hmotou sa zvýšil.
Zhoda simulácie a reality
Keď výskumníci zohľadnili realistickejšie zrážky, ich simulované mapy sa zhodovali so skutočnými mapami gama žiarenia zhotovenými vesmírnym ďalekohľadom Fermi Gamma-ray Space Telescope.
Tieto zodpovedajúce mapy dopĺňajú triádu dôkazov, ktoré naznačujú, že nadmerné gama žiarenie v strede Mliečnej cesty by mohlo pochádzať z tmavej hmoty. Gama žiarenie pochádzajúce zo zrážok častíc tmavej hmoty by produkovalo rovnaký signál a malo by rovnaké vlastnosti ako tie, ktoré sa pozorujú v reálnom svete, uviedli výskumníci, hoci to nie je definitívny dôkaz.
Svetlo vyžarované z oživených starých neutrónových hviezd, ktoré sa rýchlo otáčajú (nazývaných milisekundové pulzary), by mohlo vysvetliť existujúcu mapu gama žiarenia, merania a podpis signálu. Táto teória milisekundových pulzarov je však nedokonalá, uviedli vedci. Aby tieto výpočty fungovali, musia vedci predpokladať, že existuje viac milisekundových pulzarov, než doteraz pozorovali.
Odpoveď by mal priniesť nový experiment
Odpovede môžu prísť s konštrukciou obrovského poľa gama ďalekohľadov s názvom Cherenkov Telescope Array.
Vedci sa domnievajú, že údaje z ďalekohľadu s vyšším rozlíšením, ktorý má schopnosť merať signály s vysokou energiou, pomôžu astrofyzikom prelomiť tento paradox. Výskumný tím plánuje nový experiment, ktorý otestuje, či majú tieto gama lúče z Mliečnej cesty vyššie energie, čo znamená, že sú to milisekundové pulzary, alebo sú produktom zrážok tmavej hmoty s nižšou energiou. „Čistý signál by bol podľa môjho názoru nepopierateľným dôkazom,“ povedal Silk.
Medzitým budú vedci pracovať na predpovediach o tom, kde by mali nájsť tmavú hmotu v niekoľkých vybraných trpasličích galaxiách, ktoré obiehajú Mliečnu cestu. Keď zmapujú svoje predpovede, môžu ich porovnať s údajmi vo vysokom rozlíšení. „Je možné, že uvidíme nové údaje a potvrdíme jednu teóriu oproti druhej,“ povedal Silk. „Alebo možno nenájdeme nič, v takom prípade to bude ešte väčšia záhada, ktorú treba vyriešiť.“
Zdroj: Phys, Reuters, Physical Review Letters
(LDS)
