Przez dziesięciolecia naukowcy spekulowali na temat istnienia ciemnej materii – niewidzialnej substancji stanowiącej 27% Wszechświata – ale przez długi czas nie było na to bezpośrednich dowodów. Nowe badanie sugeruje, że promienie gamma wykryte w centrum Drogi Mlecznej mogą w końcu dostarczyć tego dowodu. Jeśli się to potwierdzi, będzie to przełomowe odkrycie w astrofizyce.
Świeckie poszukiwanie ciemnej materii
Koncepcja ciemnej materii powstała w latach trzydziestych XX wieku, kiedy astronom Fritz Zwicky odkrył, że galaktyki wirują szybciej, niż może to wyjaśnić ich pozorna masa. Sugerowało to obecność niewidzialnej siły grawitacyjnej, co prowadziło do hipotezy o ciemnej materii: materii, która oddziałuje grawitacyjnie, ale nie emituje, nie absorbuje ani nie odbija światła. Pomimo szeroko zakrojonych poszukiwań przy użyciu detektorów naziemnych, teleskopów kosmicznych, a nawet Wielkiego Zderzacza Hadronów, nie dokonano żadnego bezpośredniego wykrycia.
Sygnały promieniowania gamma odpowiadają teoretycznym przewidywaniom dotyczącym ciemnej materii
Astrofizyk Tomonori Totani z Uniwersytetu Tokijskiego przeanalizował dane z należącego do NASA Kosmicznego Teleskopu Promieniowania Gamma Fermi i zidentyfikował wzór promieni gamma zgodny z teoretycznymi przewidywaniami dotyczącymi emisji ciemnej materii. Sygnał wydaje się być spójny ze sferycznym halo ciemnej materii otaczającym centrum galaktyki.
„Może to być decydujący przełom w odkrywaniu natury ciemnej materii” – powiedział Totani.
Wyniki opublikowane w Journal of Cosmology and Astroparticle Physics wskazują, że cząstki ciemnej materii mogą być około 500 razy masywniejsze od protonów. Jeśli tak, cząstki prawdopodobnie ulegną anihilacji po zderzeniu, uwalniając promienie gamma i inne wykrywalne cząstki.
Pozostałe wątpliwości i przyszłe badania
Chociaż wyniki są obiecujące, nie są one rozstrzygające. Inne zjawiska astrofizyczne mogą również powodować podobne sygnatury promieniowania gamma. Aby wzmocnić tę tezę, badacze będą musieli wykryć porównywalne sygnały w innych obszarach przestrzeni, takich jak galaktyki karłowate.
Niektórzy naukowcy pozostają ostrożni. Profesor Justin Reid z Uniwersytetu w Surrey zauważa, że brak podobnych sygnałów z galaktyk karłowatych poddaje w wątpliwość te wnioski. Profesor Kinwa Wu z UCL podkreśla, że nadzwyczajne twierdzenia wymagają nadzwyczajnych dowodów, których ta analiza jeszcze nie dostarczyła.
Co to oznacza?
Potencjalne wykrycie promieni gamma z ciemnej materii stanowi znaczący krok naprzód w zrozumieniu jednej z największych tajemnic Wszechświata. Chociaż wymagana jest dalsza walidacja, badanie zachęca do kontynuowania badań w tej dziedzinie. Poszukiwanie ciemnej materii pozostaje priorytetowym celem współczesnej astrofizyki, ponieważ odkrycie jej natury zmieni nasze rozumienie kosmosu.
