Otkriven izvor tajanstvenog sjaja u našoj galaksiji? "Ovo bi mogla biti revolucija"

Nove simulacije jačaju teoriju o tamnoj materiji

Svemirski teleskop NASA-e „Fermi“ otkrio je ovaj sjaj još 2008. godine, ali njegovo je porijeklo ostalo nepoznato. Teorija o pulsarima – rotirajućim ostacima eksplodiranih zvijezda – činila se vjerovatnijom jer je oblik sjaja odgovarao obliku galaktičke izbočine, guste regije starih zvijezda u središtu Mliječnog puta.

Međutim, najnovije simulacije sprovedene na superračunarima prvi put pokazuju da bi i sudari čestica tamne materije mogli stvoriti sjaj istovetnog, spljoštenog oblika, što ponovo oživljava ovu teoriju.

„Nalazimo se u situaciji u kojoj postoje dvije teorije – jedna postulira tamnu materiju i tvrdi da bi mogla objasniti podatke koje vidimo, a druga govori o starim zvijezdama“, izjavio je Džozef Silk, profesor fizike i astronomije na Univerzitetu Džons Hopkins i koautor studije objavljene u časopisu Physical Review Letters. „Po mom mišljenju, u ovom trenutku postoji pedeset posto šanse da je u pitanju tamna materija, za razliku od nešto prozaičnijeg objašnjenja koje nude stare zvijezde.“

Vijekovna potraga za nevidljivom tvari

Dokaz o postojanju tamne materije bio bi revolucionarno otkriće. Njeno postojanje prvi je teoretski opisao švajcarski astronom Fric Cviki još 1930-ih, a potvrdili su ga američki astronomi Vera Rubin i V. Kent Ford 1970-ih godina. Oni su primjetili da se zvijezde na ivicama galaksija kreću prebrzo da bi ih gravitacija vidljive materije mogla zadržati na okupu, što je ukazivalo na postojanje ogromne, nevidljive mase. Uprkos decenijama istraživanja, naučnici je nikada nisu direktno opazili.

„Nema sumnje da je priroda tamne materije jedan od velikih, nerazriješenih problema u fizici“, rekao je Silk. „To je nešto što je posvuda – blizu nas, daleko od nas – a mi jednostavno ne znamo šta je to.“

Jesu li VIMP-ovi glavni osumnjičenici?

Jedna od vodećih hipoteza jeste da se tamna materija sastoji od još neotkrivenih čestica, takozvanih VIMP-ova (slabo interagujućih masivnih čestica). Naučnici vjeruju da se pri sudaru dva VIMP-a oni međusobno poništavaju i proizvode gama-zrake, što bi moglo objasniti sjaj u središtu galaksije.

Silkova studija koristila je superračunare kako bi mapirala raspodjelu tamne materije u Mliječnom putu. „Problem je bio u tome što su svi modeli tamne materije u našoj galaksiji tokom proteklih dvadeset godina pretpostavljali da je ona u suštini poput sferne kugle“, objasnio je Silk.

„Naš doprinos bio je to što smo, po prvi put, napravili stvarnu računarsku simulaciju raspodjele tamne materije. I gle čuda – otkrili smo da je središnji dio tamne materije, gdje bi se emitovali gama-zraci, zapravo spljošten, više jajolikog oblika.“ Taj oblik gotovo savršeno odgovara podacima koje je prikupio teleskop „Fermi“.

Potvrda uskoro?

Konačna potvrda možda nije daleko. Novi instrument – opservatorij Čerenkov teleskopske mreže (CTAO) – gradi se u Čileu i Španiji, a prve podatke trebalo bi da pošalje već 2027. godine. CTAO će detektovati gama-zrake s mnogo većom rezolucijom od „Fermija“, što bi moglo definitivno utvrditi jesu li oni proizvod sudara čestica tamne materije.

Trejsi Slejter, profesorica fizike na MIT-u, smatra da studija ponovo otvara mogućnost da tamna materija objašnjava sjaj, iako ne nudi nove dokaze. Niko Kapeluti sa Univerziteta u Majamiju ističe da ovaj rad pokazuje kako je „tamna materija i dalje u igri“.

„Ta misterija je živa, i to je ona vrsta koja naučnike poput mene drži budnima noću“, rekao je. „Ovaj rad nas podsjeća da nije vrijeme da VIMP-ove izbrišemo s popisa – možda još uvijek osvjetljavaju središte naše galaksije. A ako je to istina, onda smo bliže nego ikad otkrivanju temeljne tajne svemira.“

(Indeks)