Temná hmota zostáva jednou z najväčších neznámych vo vesmíre. Vieme, že ovplyvňuje rotáciu galaxií, formovanie kozmických štruktúr aj expanziu samotného vesmíru. Napriek tomu sme ju roky dokázali sledovať iba prostredníctvom gravitačných dôsledkov. Nevidíme ju, nereaguje na svetlo a nevyžaruje žiadny známy signál. Práve preto priťahuje pozornosť fyzikov a astronómov na celom svete. Najnovšie zistenia však naznačujú, že po desaťročiach nepriamych meraní máme konečne možnosť pozorovať niečo, čo by mohlo byť prvým priamym signálom jej existencie.

Tím vedený profesorom Tomonorim Totanim z Tokijskej univerzity analyzoval pätnásť rokov dát z NASA Fermi Gamma-ray Space Telescope. Zameral sa na kozmické halo Mliečnej cesty, čo je oblasť, v ktorej sa podľa astrofyzikov hromadí veľké množstvo temnej hmoty. V tejto oblasti objavil gama žiarenie s mimoriadne vysokou energiou. Ide o žiarenie, ktoré sa nenachádza v centre galaxie, kde vedci už dlhšie evidujú takzvané galaktické prebytky. Na tému upozornil portál Space.

Totaniho signál má úplne iný tvar. Je rozptýlený do rozsiahlej halo štruktúry, ktorá obklopuje disk Mliečnej cesty. Prvýkrát tak nejde o koncentrovaný jav, ale o rozptýlené gama žiarenie s rozložením, ktoré zodpovedá predpokladanému rozmiestneniu temnej hmoty.

Mliečnu cestu obklopuje nepoznané žiarenie

Totani verí, že tento signál môže byť výsledkom kolízie častíc temnej hmoty nazývaných WIMPy. Ide o hypotetické častice so značnou hmotnosťou, ktoré nereagujú s bežnou látkou a preto ich nie je možné zachytiť tradičnými detektormi. Keď sa dve takéto častice stretnú, anihilujú a uvoľnia fotóny vo forme gamy. Totaniho merania odhalili presne také energetické hladiny, aké predpokladajú niektoré modely temnej hmoty. Navyše sa signál objavuje v oblastiach, kde má byť jej koncentrácia najväčšia.

Výsledky sú o to zaujímavejšie, že halo žiarenie má približne desaťnásobne vyššiu energiu než známe gama žiarenie vychádzajúce z galaktického centra. Zároveň sa nezhoduje s produkciou známych zdrojov gama žiarenia, akými sú výbuchy supernov, pulzary či akrečné disky čiernych dier. Temná hmota sa tak javí ako jediný realistický kandidát, ktorý dokáže vysvetliť všetky pozorované parametre.

Tomonori Totani, The University of Tokyo

Nie všetci odborníci však považujú výsledky za presvedčivé. Astronóm Moorts Muru z Leibnizovho inštitútu, ktorý sa na výskume nepodieľal, tvrdí, že signál považuje za významný krok k pochopeniu temnej hmoty, no za definitívny dôkaz sa označiť nedá. Ešte kritickejší je profesor Joe Silk z Johns Hopkins University. Upozorňuje, že energia častíc je vyššia, než predpokladajú niektoré teoretické výpočty. Podľa neho existuje možnosť, že gama žiarenie pochádza z procesov, ktoré sú spojené s dávnou aktivitou supermasívnej čiernej diery v centre našej galaxie.

Prelom, na ktorý čakali desaťročia

Silk pripomína, že obrovské štruktúry nazývané Fermiho bubliny, ktoré siahajú nad a pod diskom Mliečnej cesty, boli vytvorené pred miliardami rokov počas extrémne silnej energetickej udalosti. Tieto štruktúry pôsobia ako gigantické urýchľovače častíc. Podľa Silka mohli vytvoriť dodatočný zdroj gama žiarenia, ktorý sa dnes prejavuje ako halo signál. Ak by to bola pravda, pozorované žiarenie by nemalo nič spoločné s temnou hmotou.

Totani vo svojej práci uznáva, že na potvrdenie bude nutné preskúmať ďalšie oblasti vesmíru, najmä blízke trpasličie galaxie. Tie obsahujú množstvo temnej hmoty a mali by vykazovať podobný signál. Až keď sa podobné merania potvrdia aj na iných miestach, bude možné hovoriť o skutočne priamom pozorovaní temnej hmoty.

Aj napriek vedeckému skepticizmu ide o jeden z najvýznamnejších možných objavov posledných rokov. Halo signál predstavuje nádej, že prvýkrát môžeme vidieť niečo, čo bolo doteraz dokonale skryté. Ak sa výsledky potvrdia, pôjde o míľnik, ktorý zásadne prepisuje kapitolu modernej kozmológie.

Čítajte viac z kategórie: Novinky