Naukowcy z Guangxi University w Chinach i ich współpracownicy wykryli nietypowy sygnał promieniowania gamma w trzech gromadach galaktyk. Analiza danych z teleskopu Fermi Gamma-ray Space Telescope, prowadzona dla gromad w Pannie, Piecu i Wężowniku, wskazała na wąską linię przypominającą nagły błysk światła o jednej barwie. Taki wzór może być śladem anihilacji cząstek ciemnej materii, ale na obecnym etapie nie można uznać go za potwierdzenie jej istnienia.
Ciemna materia nie została dotąd zaobserwowana bezpośrednio. Jej obecność jest wnioskowana z wpływu grawitacyjnego na otoczenie, między innymi z tego, jak galaktyki skupiają się w większe struktury. Gromady wybrane do badania zawierają rozległe halo ciemnej materii, dlatego mogą być dobrym miejscem do poszukiwania jej hipotetycznych cząstek. Niektóre teorie przewidują, że takie cząstki mogą zderzać się ze sobą i anihilować, wytwarzając promieniowanie o określonej energii.
Słownik artykułu
Krótkie objaśnienia terminów występujących w tekście. Każde hasło prowadzi do szerszej definicji i przykładów użycia.
Wąski, charakterystyczny sygnał w widmie promieniowania gamma, wskazujący na fotony o określonej energii.
Całkowite zniszczenie lub unicestwienie. W języku politycznym termin ten bywa używany przenośnie na określenie dążenia do całkowitego osłabienia lub rozbicia struktur przeciwnika.
Niewidoczna forma materii, której obecność wnioskuje się przede wszystkim na podstawie jej wpływu grawitacyjnego.
Naukowcy podkreślają, że wykrycie ostrej linii gamma byłoby bardzo silnym dowodem na istnienie cząstek ciemnej materii i dostarczyłoby informacji o ich właściwościach. Wynik analizy statystycznej nie rozstrzyga jednak, czy sygnał rzeczywiście pochodzi z badanego procesu. Promieniowanie gamma jest trudne do interpretacji, ponieważ słabe sygnały mogą zostać pomylone z błędami instrumentu albo przypadkowymi układami danych. W przeszłości obiecujący sygnał opisany w 2012 roku okazał się właśnie anomalią teleskopu.
Zespół przeprowadził wiele testów mających sprawdzić, czy nowy sygnał jest prawdziwy, lecz pozostawił możliwość błędu aparatury. Juri Smirnov z University of Liverpool zwrócił też uwagę, że badanie pojedynczej gromady zamiast wszystkich trzech naraz zwiększa ryzyko uznania szumu za interesujący wzór. Z tego powodu, jego zdaniem, interpretacja związana ze standardowymi modelami ciemnej materii pozostaje pod znaczną presją.
Dodatkową trudność stanowi to, że sygnał jest widoczny w odległych gromadach galaktyk, lecz zanika przy obserwacji centrum naszej Galaktyki. To nietypowe, ponieważ właśnie tam znajduje się dużo ciemnej materii, a według prostego scenariusza powinno dochodzić również do jej anihilacji i emisji promieniowania gamma. Jeśli interpretacja związana z ciemną materią jest poprawna, cząstki musiałyby oddziaływać w bardziej złożony sposób, niż zakładają konwencjonalne modele. Alternatywą może być jeszcze rzadsze zjawisko, na przykład bardzo szybkie wiatry cząstek pochodzące z egzotycznych, silnie namagnesowanych gwiazd neutronowych.
Rozstrzygnięcie wymaga niezależnych danych i lepszej rozdzielczości obserwacji. Naukowcy wskazują na proponowany Very Large Area Gamma-ray Space Telescope, który mógłby rejestrować więcej fotonów gamma z większą dokładnością. Według Yi-Zhonga Fana do 2040 roku teleskop Fermi ma również podwoić zestaw zgromadzonych danych. Dłuższa obserwacja może pomóc ustalić, czy nietypowa linia jest stabilnym sygnałem astrofizycznym, czy błędem związanym z aparaturą lub analizą.
Jeśli przyszłe teleskopy potwierdzą, że sygnał jest rzeczywisty i ma źródło związane z ciemną materią, wynik może dostarczyć fizykom konkretnego celu dla kolejnych teorii cząstek elementarnych. Zespół ocenia, że pozwoliłoby to także oszacować masę nieuchwytnej cząstki. Na razie jest to jednak interesująca obserwacja wymagająca weryfikacji, a nie dowód, że zagadka ciemnej materii została rozwiązana.
Brak komentarzy. Bądź pierwszy!
