Odkrywanie tajemnic ciemnej materii

Astronom Nico Cappelluti z Uniwersytetu Miami na co dzień bada niebo. Jako profesor na Wydziale Fizyki Cappelluti w swojej pracy bada supermasywne czarne dziury, naturę ciemnej materii oraz aktywne jądra galaktyczne (AGN).

Niedawno Cappelluti opublikował wyniki swoich badań, które mogą dać naukowcom i astrofizykom wskazówki, których poszukują od całych dziesięcioleci starając się odkryć czym jest ciemna materia i skąd się ona bierze?

Według Esry Bulbul, astrofizyczki z  Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i współautorki artykułu Cappellutiego nawet 95 % masy wszechświata składa się z ciemnej materii.

Artykuł Cappellutiego opublikowany w periodyku  The Astrophysical Journal i zatytułowany “Searching for the 3.5 keV line in the deep fields with Chandra: the 10 MS observations,” skupia się na interesującym źródle promieniowania dostrzeżonym przez cztery różne teleskopy, które skierowane były w cztery różne fragmenty nieba. Źródło tego promieniowania jak na razie jest nieznane naukowcom i spowodowało sporo zamieszania w świecie astrofizyki. Bulbul odkryła także linię emisyjną podczas badania gromad galaktyk w 2014 roku.

“Aby obserwować promieniowanie rentgenowskie na niebie wykorzystujemy specjalnie do tego zaprojektowane teleskopy. Poszukując tego promieniowania, nasze teleskopy zauważyły nieoczekiwaną cechę i zarejestrowały widmo promieniowania, które nie pochodzi z żadnej znanej emisji atomowej” mówi Cappelluti. “Obecnie ta linia emisyjna znana jest jako linia na 3.5 kiloelektronowoltach (3.5 keV). Nasza interpretacja mówi, że linia ta powstaje wskutek rozpadu ciemnej materii.”

Cztery teleskopy, które zarejestrowały emisję na 3.5 keV to: NuSTAR, XMM-Newton, Chandra oraz Suzaku.

“Owa linia emisyjna na 3.5 keV pozostaje niezidentyfikowana. Naprawdę nie wiemy co to jest,” mówi Bulbul. “Ale jedna z teorii mówi, że może to być sterylne neutrino, które także znane jest jako ulegająca rozpadowi ciemna materia. Szczególnie ciekawy jest fakt, że dr Cappelliti odkrył emisję na 3.5 keV w naszej własnej galaktyce.”

“Jeżeli okaże się, że mamy  rację, dowiemy się czym jest ciemna materia, a to może być jedno z większych odkryć w fizyce,” mówi Cappelluti. “Wiemy, że Droga Mleczna otoczona jest ciemną materią. Można nawet wyobrazić sobie, że żyjemy w bąblu  ciemnej materii. Ale chcemy także uzyskać statystyczną pewność naszej detekcji, dlatego tworzymy właśnie grupę zadaniową, która skupi się na sterylnych neutrinach.”

Jesienią tego roku, kilkoro naukowców z całego świata planuje zebrać się na Uniwersytecie Miami i zorganizować projekt analizowania masywnych ilości danych, które mogłyby przybliżyć nas do rozwiązania zagadki linii emisyjnej 3.5 keV.

“Naszym celem teraz jest ciągłe obserwowanie nieba i oczekiwanie na silniejsze teleskopy charakteryzujące się lepszą rozdzielczością, a które będą gotowe dopiero w 2021 roku oraz wymiana i analiza danych z innymi naukowcami, którzy próbują rozwiązać zagadkę ciemnej materii” dodaje Bulbul.