Μια ανεξήγητη λάμψη ακτίνων γάμμα κοντά στο κέντρο του Γαλαξία μας δείχνει να φέρνει την επιστήμη πιο κοντά στην επιβεβαίωση της ύπαρξης της σκοτεινής ύλης -αυτού του αόρατου υποθετικού υλικού που πιστεύεται ότι αντιστοιχεί στο ένα τέταρτο του Σύμπαντος.
Οτιδήποτε μπορούμε να διακρίνουμε στο Σύμπαν, από τα άστρα και τους πλανήτες μέχρι τη θάλασσα και τα παγκάκια, αποκαλείται από «κανονική» ύλη, η οποία είναι ορατή επειδή εκπέμπει ή απορροφά ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.
Ήδη όμως από τη δεκαετία του 1930, οι κοσμολόγοι αντιλήφθηκαν ότι η κανονική ύλη δεν επαρκεί για να εξηγήσει φαινόμενα όπως η ταχεία περιστροφή των γαλαξιών –κάτι που οδήγησε στην υπόθεση της σκοτεινής ύλης, ενός μυστηριώδους αόρατου υλικού που δεν αλληλεπιδρά με την κανονική ύλη αλλά γίνεται μόνο έμμεσα αντιληπτή από τη βαρυτική έλξη του.
Η κανονική ύλη πιστεύεται σήμερα ότι αντιστοιχεί μόλις στο 5% του περιεχομένου του Σύμπαντος σε ύλη και ενέργεια. Η σκοτεινή ύλη καλύπτει το 27%, ενώ το υπόλοιπο 68% πιστεύεται ότι είναι η ακόμα πιο μυστηριώδης σκοτεινή ενέργεια, μια δύναμη που δρα αντίθετα από τη βαρύτητα και επιταχύνει τη διαστολή του Σύμπαντος.
Χάρτης της ακτινοβολίας γάμμα στο κέντρο του Γαλαξία σύμφωνα με δεδομένα του διαστημικού τηλεσκοπίου Fermi ( NASA/DOE/Fermi LAT Collaboration)
Σκοτεινή ύλη ή άστρα νετρονίων;
Παρά τις δεκαετίες προσπαθειών, η επιστήμη δεν έχει καταφέρει μέχρι σήμερα να ανιχνεύσει σωματίδια σκοτεινής ύλης. Κάποιοι πιστεύουν ότι το υλικό αυτό δεν υπάρχει καν και ότι οι επιδράσεις που του αποδίδονται οφείλονται σε άγνωστες ως τώρα ιδιοτροπίες της βαρύτητας.
Τώρα, μια νέα μελέτη που δημοσιεύεται στο έγκριτο Physical Review Letters φέρνει πιο κοντά την απάντηση, χωρίς όμως να λύνει οριστικά το μυστήριο.
Η διεθνής ερευνητική ομάδα εξέτασε μια διάχυτη λάμψη ακτίνων γάμμα που ανακαλύφθηκε κοντά στο κέντρο του Γαλαξία πριν από 20 χρόνια και παραμένει ανεξήγητη.
Η πρώτη από τις δύο υποθέσεις που έχουν προταθεί θέλουν τις ακτίνες γάμμα να παράγονται από συγκρούσεις «ασθενώς αλληλεπιδρόντων μαζικών σωματιδίων» (WIMP), τα οποία είναι ο επικρατέστερος υποψήφιος για τη σύσταση της σκοτεινής ύλης, Αν δύο WIMP πέσουν το ένα πάνω στο άλλο, αλληλοκαταστρέφονται και εκπέμπουν ακτινοβολία.
Η δεύτερη εξήγηση είναι ότι η λάμψη προέρχεται από «πάλσαρ», άστρα νετρονίων που περιστρέφονται με μεγάλη ταχύτητα, τα οποία εκπέμπουν ακτινοβολία σε όλο το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα, συμπεριλαμβανομένων των ακτίνων γάμμα. Το πρόβλημα είναι ότι τα πάλσαρ που έχουν ανακαλυφθεί ως σήμερα στον Γαλαξία δεν επαρκούν για να εξηγήσουν τη διάχυτη λάμψη.
Η νέα μελέτη καταλήγει στο συμπέρασμα ότι και οι δύο υποθέσεις είναι εξίσου πιθανές. Οι ακτίνες γάμμα που θα παρήγαγαν οι συγκρούσεις WIMP ταιριάζουν με τον χάρτη της λάμψης που δημιούργησε το διαστημικό τηλεσκόπιο Fermi, αναφέρουν οι ερευνητές.
«Το βασικό εύρημα της μελέτης μας είναι ότι η σκοτεινή ύλη ταιριάζει με τα δεδομένα των ακτίνων γάμμα τουλάχιστον εξίσου καλά όσο η ανταγωνιστική υπόθεση των άστρων νετρονίων» δήλωσε ο Τζόζεφ Σιλκ, κοσμολόγος του Πανεπιστημίου «Τζονς Χόπκινς» στο Μέριλαντ.
«Αυξήσαμε έτσι την πιθανότητα να έχει ανιχνευθεί έμμεσα η σκοτεινή ύλη» είπε.
Οριστική απάντηση θα μπορούσε να προσφέρει το Παρατηρητήριο Τσερένκοφ, το ισχυρότερο επίγειο τηλεσκόπιο ακτίνων γάμμα, το οποίο βρίσκεται υπό κατασκευή στη Χιλή και αναμένεται να τεθεί σε λειτουργία το 2026. Το νέο όργανο θα μπορούσε να μετρήσει τα επίπεδα ενέργειας των ακτίνων γάμμα και να προσδιορίσει έτσι την προέλευσή τους.
«Ένα καθαρό σήμα θα προσέφερε την απόδειξη, κατά τη γνώμη μου» είπε ο Σιλκ.
«Είναι πιθανό ότι όταν δούμε τα νέα δεδομένα θα μπορέσουμε να επιβεβαιώσουμε τη μία ή την άλλη θεωρία. Ή μπορεί να μην βρούμε τίποτα, οπότε θα έχουμε ένα ακόμα μεγαλύτερο μυστήριο να λύσουμε».
VIA: in.gr
