Potraga za znakovima tamne materije izvan njenog gravitacijskog efekta nije uspjela – ali ovaj put je kontroverzna.
Astronomi nisu otkrili da je rendgenski sjaj proizvod jednog određenog kandidata za tamnu materiju: sterilnih neutrina.
Istraživači tvrde da je ovo rezultat koji baca malo sjene na ovog kandidata kao vodećeg pretendenta na tamnu materiju, ali ga ne odbacuje u potpunosti.
Tamna materija ogroman je stari upitnik. Iako ga ne možemo izravno otkriti, znamo da postoji jer ima stvarno jak gravitacijski učinak na materiju koju vidimo.
Na primjer, materija na vanjskim rubovima galaksija kreće se brže nego što bi bila da je pod gravitacijskim utjecajem same vidljive materije. A gravitaciono sočivo – način na koji gravitacija savija put svjetlosti – takođe je jače nego što očekujemo. Na osnovu ovih efekata, astronomi su izračunali da je 85 posto materije u svemiru tamna tvar.
Budući da ga ne možemo pronaći, ne znamo šta je to. Postoji niz hipotetičkih kandidata, a astronomi pokušavaju smisliti načine kako ih otkriti.
Sterilni neutrino je hipotetička čestica. Normalni neutrini, najzastupljenije čestice u Univerzumu, slični su elektronima, ali nemaju naboj i imaju vrlo malu masu, tako da jedva stupaju u interakciju sa normalnom materijom. Fizičari su sugerirali da sterilni neutrino uopće neće stupiti u interakciju s normalnom materijom, osim gravitacijski.
Ali ovi hipotetički neutrini su takođe nestabilni. Trebali bi se raspasti u normalne neutrine i elektromagnetno zračenje. A ako se ovako raspadaju, onda bi trebalo otkriti ovo zračenje. Vrlo slab, ali prepoznatljiv.
Kao što je navedeno u studiji iz 2014. godine, otkriveni su slabi rendgenski zraci sterilnog raspada neutrina iz udaljenih galaksija, zračenje nazvano linija 3,5 keV. Ali onda naknadne studije – jedna 2016. godine na patuljastoj galaksiji udaljenoj 260.000 svjetlosnih godina i druga 2017. godine na nakupini galaksija udaljenih 240 miliona svjetlosnih godina – nisu uspjele potvrditi nalaz.
Znamo da Mliječni put ima značajan halo tamne materije, pa ako sterilni neutrini propadnu u njemu, trebali bi ih otkriti oko galaksije.
Tim je izvršio metaanalizu 20 godina sirovih arhiviranih rendgenskih podataka na praznom prostoru oko Mliječne staze, gdje drugi svjetleći objekti ne bi ometali potragu za znakovima emisije od 3,5 KeV. Nisu ga našli.
'Ovaj rad iz 2014. godine i sljedeći rad potvrdio je da je signal stvorio značajno zanimanje za zajednice astrofizike i fizike čestica zbog mogućnosti da prvi put naučimo što je tamna tvar na mikroskopskom nivou', rekao je fizičar Ben Safdie sa Sveučilišta Michigan.
“Naši rezultati ne znače da tamna tvar nije sterilni neutrino, ali to znači da – suprotno onome što je navedeno 2014. godine – do danas nema eksperimentalnih dokaza koji ukazuju na njeno postojanje.”
Istraživanje je objavljeno u časopisu Science.
Izvori: Foto: Halo tamne materije galaksije Mliječni put. Zosia Rostomian i Nicholas Rodd / laboratorij Berkeley; i Christopher Dessert i Benjamin Safdi / Univerzitet u Michiganu
