NASA teleskopas užfiksavo paslaptingą spinduliuotę, ar tai ilgai ieškotas tamsiosios materijos pėdsakas?

Penkiolikos metų „Fermi“ (NASA kosminis palydovas, stebintis visatą gama spindulių ruože) teleskopo  stebėjimai atskleidė perteklių, kurio kilmės nepavyksta priskirti jokiems žinomiems objektams. Duomenys rodo ypač didelės energijos fotonus, kurių pasiskirstymas driekiasi centro link tarsi halas. Toks vaizdas skatina manyti, kad galaktikos pakraščiuose vyksta procesas, dar neįtrauktas į įprastus modelius.

Tokijo universiteto astrofizikas Tomonori Totani siūlo paaiškinimą, susijusį su tamsiosios materijos dalelėmis. Jo manymu, dalelės galėtų susidurti ir susinaikinti, palikdamos gama spindulių pėdsaką. Nors tai dar nėra galutinis įrodymas, signalas vertas dėmesio ir išsamesnių patikrinimų.

Tamsioji materija ir WIMP idėja

Tamsioji materija pasireiškia kaip papildoma gravitacija, kurios nepaaiškina matomi žvaigždynai, dujos ar dulkės. Skaičiavimai leidžia manyti, kad įprasta materija sudaro tik nedidelę visatos dalį, o likusi masė yra nematoma. Dėl to mokslininkai jau dešimtmečius ieško dalelių, kurios galėtų sudaryti šį paslaptingą komponentą.

Vienas svarbiausių kandidatų yra silpnai sąveikaujančios masyvios dalelės, dar vadinamos WIMP. Pagal teoriją, WIMP ir jų antidalelės, susidūrusios, sunaikina ir sukuria įvairių dalelių lietų, tarp jų ir gama fotonus. Jei tokie fotonai pasiekia teleskopus be aiškaus kito šaltinio, jie gali tapti tamsiosios materijos parašu.

Kodėl halas tapo svarbus?

Ilgą laiką daugiausia vilčių teikė galaktikos centras, kur tamsiosios materijos tankis turėtų būti didžiausias. Tačiau ten gausu kitų gama spindulių šaltinių, ypač greitai besisukančių pulsarų, todėl signalas dažnai pasimeta triukšme. Halas, priešingai, yra ramesnė aplinka, tad bet koks perteklius atrodo švaresnis.

Problema ta, kad halo spinduliuotė labai blanki, todėl ją sunku išmatuoti trumpais stebėjimais. T. Totani pasinaudojo ilgamečiu Fermi didelio ploto teleskopo archyvu, kad surinktų pakankamai retų fotonų statistikai. Tada jis atėmė žinomų reiškinių indėlį, tokių kaip Fermi burbulai ir taškiniai šaltiniai, ir sudarė likutinio švytėjimo žemėlapį.

Ką rodo aptiktas švytėjimas?

Žemėlapis parodė didelę, beveik sferinę sritį su ryškiu energijos piku ties dvidešimčia gigaelektronvoltų. Toks pikas patenka į teorinį WIMP susinaikinimo energijų intervalą ir sutampa su numatoma tamsiosios materijos halo forma. Todėl radinys kelia viltį, kad užfiksuota būtent tai, ko ieškota daugybę metų.

Vis dėlto mokslininkai pabrėžia, kad reikia atsargumo ir papildomų įrodymų. Reikalingos nepriklausomos duomenų analizės, alternatyvių astrofizinių paaiškinimų paieška ir panašių signalų tikrinimas kitose galaktikose. Jei rezultatas pasitvirtins, tai gali reikšti pirmą realų žvilgsnį į tamsiosios materijos prigimtį.