Uprkos tome što čini više od četvrtine univerzuma, tamna materija je decenijama ostala tvrdoglavo skrivena od teleskopa naučnika. Ali istraživači sa Johns Hopkins University sada vjeruju da su pronašli dokaze koje su tako dugo tražili.
Iako ova nedostižna supstanca ne emituje nikakvu energiju, čestice tamne materije, kada se sudare, proizvode prasak gama-zračenja. Zbog toga, istraživači vjeruju da bi misteriozni sjaj gama-zraka koji dolazi iz samog srca naše galaksije mogao otkriti gdje se tačno tamna materija skriva.
Ako su u pravu, ovo bi mogao biti prvi konkretan dokaz da tamna materija zaista postoji.
“Tamna materija dominira Univerzumom i drži galaksije na okupu,” rekao je profesor Joseph Silk, koautor studije. “To je izuzetno značajno i mi očajnički razmišljamo o idejama kako bismo je mogli detektovati. Gama zraci, a posebno višak svjetlosti koju posmatramo u centru naše galaksije, mogli bi biti naš prvi trag.”
Misterija skrivene mase
Tamna materija je nedostižna vrsta čestica koja čini veliki dio “nedostajuće” dodatne mase u većini galaksija. Iako naučnici vide gravitacione efekte koje ova skrivena masa stvara, tamna materija sama po sebi ne emituje nikakvu energiju koju bi naši teleskopi mogli detektovati.
Od 2008. godine, NASA-in satelit Fermi polako je sastavljao sliku Mliječnog puta koristeći gama-zrake. Kada su naučnici pogledali ovu sliku galaksije, primijetili su nešto krajnje neobično. Centar Mliječnog puta izgleda da je ispunjen difuznim sjajem gama zračenja koji ne dolazi ni iz jednog specifičnog izvora.
Da bi objasnili ovaj sjaj, naučnici su postavili dva suprotstavljena objašnjenja: ili je sjaj uzrokovan rotirajućim jezgrima umirućih zvijezda (pulsara, ili neutronskih zvijezda) – ili je uzrokovan sudaranjem čestica tamne materije. Međutim, utvrđivanje koje je objašnjenje vjerovatnije pokazalo se komplikovanim.
Simulacije i kosmički sudari
U svojoj studiji, objavljenoj u časopisu Physical Review Letters, istraživači su koristili superkompjutere da kreiraju mapu gdje bi tamna materija trebalo da se nalazi u galaksiji. Ono što je njihov pristup učinilo drugačijim jeste to što su uzeli u obzir način na koji je Mliječni put nastao.
“Naša galaksija formirala se iz ogromnog oblaka tamne materije,” objašnjava profesor Silk. “Obična materija se ohladila i pala u centralne regione, povlačeći sa sobom dio tamne materije.”
Tokom milijardi godina, tamna materija iz ovih drugih sistema gravitirala je prema gustom galaktičkom jezgru, a broj sudara se povećao. Kada je profesor Silk uporedio ove simulacije sa stvarnim slikama galaksije snimljenim od strane Fermija, otkrio je da se njihova predviđanja podudaraju.
Iako ovo još uvijek nije “dim koji se puši” (tj. neoboriv dokaz) za postojanje tamne materije, ono podiže primamljivu mogućnost da gama-sjaj zaista potiče od tamne materije.
Povećane šanse i nada u Čileu
Govoreći za Daily Mail, profesor Silk je rekao: “Naš ključni novi rezultat je da tamna materija odgovara podacima o gama-zracima barem jednako dobro kao i rivalska hipoteza neutronskih zvijezda. Povećali smo šanse da je tamna materija indirektno detektovana.“
I dalje je moguće da gama-sjaj proizvode rotirajuće neutronske zvijezde. Profesor Silk polaže svoju “veliku nadu” u teleskop Cerenkov Telescope Array koji će uskoro biti izgrađen u Čileu.
To će biti najmoćniji teleskop za gama-zrake na svijetu i trebao bi imati osjetljivost da detektuje male razlike između gama-zraka koje proizvodi tamna materija i zračenja rotirajućih neutronskih zvijezda. Alternativno, teleskop bi mogao skenirati obližnje patuljaste galaksije, koje bi trebalo da se sastoje uglavnom od tamne materije.
“Detektovanje istog signala koji je Fermi pronašao za galaktički centar potvrdilo bi hipotezu tamne materije,” kaže profesor Silk.
