Vedci objavili nový druh temnej hmoty. Tvorí ju záhadný proces v strede Galaxie

Neviditeľná a zatiaľ pre nás stále nedetekovateľná temná hmota, ktorá podľa vedcov tvorí až 85 % hmoty vesmíru, patrí medzi najväčšie záhady modernej fyziky. Napriek desaťročiam výskumu ju zatiaľ nebolo možné priamo pozorovať. Nová štúdia vedcov z King’s College London však prináša prelomovú hypotézu. Isté nevysvetliteľné chemické reakcie v centre Mliečnej dráhy by mohli byť dôkazom doteraz neznámeho druhu temnej hmoty. Na tému upozornil v tlačovej správe portál Phys.

V srdci našej galaxie sa nachádzajú obrovské oblaky vodíka, ktoré sú prekvapivo nabité kladným nábojom. Tento jav je z hľadiska súčasnej fyziky záhadný, pretože oblaky vodíka sa zvyčajne vyskytuje v neutrálnom stave.

„Otázka, ktorá nás dlho trápi, je: čo dodáva dostatok energie na to, aby odstránilo elektróny z vodíkových atómov?“ vysvetľuje Dr. Shyam Balaji, hlavný autor štúdie. „Energetické podpisy vychádzajúce z tohto regiónu galaxie naznačujú, že existuje neustále pôsobiaci zdroj energie – a naše dáta ukazujú, že by to mohla byť veľmi ľahká forma temnej hmoty.“

Je temná hmota ľahšia, než sme si mysleli?

Doteraz najrozšírenejšia teória o temnej hmote tvrdila, že ide o častice známe ako WIMP (Weakly Interacting Massive Particles – slabo interagujúce masívne častice, o ktorých sme písali aj v samostatnom článku). Tieto častice by mali prechádzať bežnou hmotou takmer bez akejkoľvek interakcie, čo je aj možným vysvetlením toho, prečo sme ich ešte neobjavili. Tým druhým scenárom je jednoducho fakt, že možno žiadne takéto častice neexistujú.

Illustris Collaboration/Midjourney/Úprava redakcie

Nová štúdia však naznačuje, že temná hmota by mohla pozostávať z oveľa ľahších častíc, než doterajšie modely predpokladali. Vedci sa domnievajú, že tieto drobné častice sa v centre galaxie zrážajú a následne vytvárajú nabité častice v procese nazývanom anihilácia. Práve tieto novovzniknuté častice môžu ionizovať vodíkový plyn v galaktickom jadre.

Predchádzajúce pokusy vysvetliť túto ionizáciu sa spoliehali na kozmické žiarenie, respektíve na vysokoenergetické častice putujúce vesmírom. No merania z tzv. Centrálnej molekulárnej zóny (CMZ) ukázali, že energia v tejto oblasti nie je dostatočne silná na to, aby mohla byť pripísaná kozmickým lúčom. Tento jav nevedeli vysvetliť dokonca ani modely založené na časticiach WIMP.

„Naše pozorovania naznačujú, že zdroj energie, ktorý spôsobuje anihiláciu, je pomalší ako kozmické lúče a menej masívny ako WIMP,“ dodáva Dr. Balaji.

Blízko k objaveniu dôkazu o temnej hmote?

Výskum naznačuje, že skúmanie vodíkového plynu v CMZ môže poskytnúť priamejšie dôkazy o existencii temnej hmoty než doterajšie experimenty založené na pozemských detektoroch.

Flickr

„Väčšina experimentov čaká, že temná hmota k nim príde,“ hovorí Dr. Balaji. „My sa však pozeráme priamo do centra galaxie, kde nám dáta naznačujú, že temná hmota by mohla byť oveľa ľahšia, než sme predpokladali.“

Tento nový model by mohol pomôcť vysvetliť aj ďalší známy záhadný jav v podobe 511-keV emisnej čiary. Ide o špecifické röntgenové žiarenie pozorované v strede galaxie, ktoré sa doteraz nepodarilo vysvetliť. Vedci predpokladajú, že by mohlo ísť o dôsledok zrážok častíc temnej hmoty s nízkou hmotnosťou, ktoré vytvárajú nabité častice.

Ak sa táto hypotéza potvrdí, môže ísť o prelomový moment vo výskume temnej hmoty, ktorý by zmenil súčasné chápanie vesmíru.

Čítajte viac z kategórie: Novinky