Ciemna materia – kolejna wskazówka w poszukiwaniach

Ciemna materia jest jedną z największych tajemnic nauki. Nie pochłania, nie odbija ani nie emituje światła, przez co naukowcy nie mogą jej zaobserwować. Jej obecność sugerują efekty grawitacyjne, które wywierają wpływ na galaktyki.

Jak zaznaczają astronomowie, chociaż ciemna materia stanowi około 85 proc. Wszechświata, naukowcy wiedzą bardzo niewiele o jej fundamentalnej naturze. Istnieje wiele teorii na ten temat, a badania przeprowadzone przez Alexa McDaniela z Uniwersytetu Clemson, dostarczają jednych z najbardziej rygorystycznych ograniczeń dotyczących natury ciemnej materii. Jego badania wskazują również na niewielką wskazówkę dotyczącą sygnału, który, jeśli jest prawdziwy, może zostać potwierdzony w ciągu następnej dekady. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Physical Review D.

„Wraz z gromadzeniem danych i nowymi odkryciami w przyszłości, ta niewielka wskazówka może potencjalnie przekształcić się w bardzo konkretne wykrycie modelu ciemnej materii” – mówi McDaniel.

„Ciemna materia jest jedną z najważniejszych rzeczy w astrofizyce, a nie wiemy o niej prawie nic. Jej odkrycie będzie ogromnym przełomem. Ktokolwiek to odkryje, może wygrać Nagrodę Nobla. To coś tak wielkiego” – zaznacza Marco Ajello z Wydziału Fizyki i Astronomii na Uniwersytecie Clemson i doradca McDaniela.

W czasie badania naukowcy poszukiwali galaktyk karłowatych próbując odnaleźć ciemną materię, która ulega „samoannihilacji” do zwykłej materii i promieni gamma (formy światła o najwyższych poziomach energii). Jak zaznaczyli astronomowie, galaktyki karłowate są idealne do badań, ponieważ są małe, bogate w ciemną materię i w większości są pozbawione innych zjawisk astrofizycznych, takich jak gaz, pył i supernowe, które mogłyby zanieczyścić wyniki.

Niektóre modele przewidują, że ciemna materia ma określoną masę lub przekrój poprzeczny, który zdaniem badaczy, jest prawdopodobieństwem wystąpienia szczególnego zdarzenia w wyniku interakcji cząstek. Przez co naukowcy mogliby uchwycić to co spodziewali się zobaczyć w promieniach gamma. Jeśli tego nie zaobserwują, mogą wykluczyć zaproponowane masy i przekroje.

„W trakcie badania kierowaliśmy się tym, że ciemna materia nie może mieć takich mas lub przekrojów. Ale w porównaniu z poprzednimi badaniami, zaczynamy dostrzegać coś, co może być sygnałem z tych systemów” – powiedział Chris Karwin, współautor badania.

Najnowsze badanie wykorzystuje, zdaniem astronomów, większe próbki, które obejmują dodatkowo odkryte galaktyki karłowate oraz większe ilości danych niż poprzednie tego typu przedsięwzięcia. W swoim badaniu naukowy uwzględnili około 50 galaktyk karłowatych, ale wraz z pojawieniem się nowych, potężniejszych teleskopów w najbliższej przyszłości, spodziewają się, że liczba ta wzrośnie do 150-200.

Emil Gołoś