Piena Ceļa halo – milzīgs gāzes un starojuma apvalks ap mūsu galaktiku – negaidīti sācis spožāk mirdzēt. Astronomi šajā reģionā ir atklājuši līdz šim nezināmu gamma starojuma fona komponenti. Šis atklājums tiek uzskatīts par vienu no skaidrākajām norādēm, ka tumšo matēriju, iespējams, varēs atklāt arī netieši.
„Fermi“ teleskopa 15 gadu dati
NASA kosmosa observatorijas „Fermi“ (gamma staru teleskops) piecpadsmit gadu novērojumi parādīja starojuma pārpalikumu, ko nevar piedēvēt nevienam līdz šim zināmam avotam. Dati liecina par ļoti augstas enerģijas fotoniem, kuru sadalījums veido halo līdzīgu struktūru ap galaktikas centru. Šāds attēls norāda, ka galaktikas nomalēs notiek process, ko parastie modeļi vēl nespēj izskaidrot.
Tokijas Universitātes astrofiziķis Tomonori Totani piedāvā skaidrojumu, kas saista šo parādību ar tumšās matērijas daļiņām. Pēc viņa domām, šīs daļiņas var savstarpēji sadurties un anihilēties, atstājot aiz sevis gamma starojuma pēdas. Lai gan tas vēl nav galīgs pierādījums, signāls ir pietiekami nozīmīgs, lai pamatotu rūpīgākas pārbaudes un turpmākus novērojumus.
Jums varētu patikt šie:
Tumšā matērija un WIMP daļiņu ideja
Tumšā matērija izpaužas kā papildus gravitācija, ko nevar izskaidrot ar redzamo matēriju – zvaigznēm, gāzi un putekļiem. Aprēķini rāda, ka parastā, mums pazīstamā matērija veido tikai nelielu daļu no Visuma kopējās masas, bet pārējais ir neredzams. Tāpēc zinātnieki jau gadu desmitiem meklē daļiņas, kas varētu veidot šo noslēpumaino komponenti.
Starp galvenajiem kandidātiem ir vāji mijiedarbīgas masīvas daļiņas, angliski WIMP (Weakly Interacting Massive Particles). Saskaņā ar teoriju WIMP daļiņas un to antidaļiņas sadursmēs anihilējas, radot veselu virkni jaunu daļiņu, tostarp gamma kvantus. Ja šādi fotoni nonāk līdz teleskopiem bez skaidri saskatāma cēloņa, tie var kalpot kā atpazīstama tumšās matērijas „paraksta“ zīme.
Kāpēc halo kļuvis tik nozīmīgs?
Ilgu laiku galvenās cerības tika saistītas ar galaktikas centru, kur teorētiski tumšās matērijas blīvumam vajadzētu būt vislielākajam. Taču šajā reģionā ir arī ļoti daudz citu gamma starojuma avotu, īpaši ātri rotējošu pulsāru, tāpēc tumšās matērijas signāls parasti pazūd trokšņa fonā.
Halo, gluži pretēji, ir daudz mierīgāka vide, kur papildu starojuma pārpalikums izceļas skaidrāk. Tomēr problēma ir tā, ka halos reģistrētais starojums ir ārkārtīgi vājš, tādēļ to ir ļoti grūti uzticami izmērīt īsos novērojumu periodos.
Tomonori Totani izmantoja „Fermi“ teleskopa plašo redzeslauku un ilggadīgo datu arhīvu, lai savāktu pietiekami daudz reto fotonu statistiski ticamam rezultātam. Pēc tam viņš no datiem atņēma visus zināmos ieguldījumus – piemēram, tā dēvētās „Fermi burbuļstruktūras“ un punktveida avotus – un izveidoja atlikušā starojuma karti.
Jums varētu patikt šie:
Ko atklāj novērotais mirdzums?
Iegūtā karte atklāja lielu, gandrīz sfērisku apgabalu ar izteiktu enerģijas maksimumu ap 20 gigaelektronvoltiem. Šī enerģija atbilst teorētiskajam diapazonam, kādā varētu notikt WIMP daļiņu anihilācija, un labi sakrīt ar gaidīto tumšās matērijas halo formu. Tāpēc pastāv pamatotas cerības, ka ir novērots tieši tas signāls, ko zinātnieki jau gadiem ilgi velti centušies atrast.
Tomēr zinātnieki uzsver, ka jāsaglabā piesardzība un jāiegūst papildu pierādījumi. Nepieciešamas neatkarīgas datu analīzes, jāmeklē iespējamie alternatīvie astrofizikālie skaidrojumi, kā arī jāpārbauda, vai līdzīgi signāli neparādās citās galaktikās. Ja rezultāti apstiprināsies, tas varētu nozīmēt pirmo patiesi uzticamo ieskatu tumšās matērijas būtībā.
