Naukowcom z EPFL (Politechniki Federalnej w Lozannie) udało się zarejestrować nietypową emisję fotonów rentgenowskich pochodzących z przestrzeni kosmicznej. Stwierdzili, że może to być dowód istnienia cząstek ciemnej materii.

Czy może to być w końcu namacalne świadectwo istnienia czarnej materii we Wszechświecie? Po przeglądzie danych o promieniowaniu Rentgena, naukowcy z Laboratorium Fizyki Cząstek i Kosmologii (LPPC) Politechniki Federalnej w Lozannie i z Uniwersytetu w Lejdzie (Holandia) wierzą, że zarejestrowali sygnały cząstek ciemnej materii. Te ciała, których istnienie dotychczas było czysto hipotetyczne, nie są „napędzane” przez jakikolwiek standardowy model fizyki, inny niż opisujący siłę grawitacji. Badania zostało opublikowane w Physical Review Letters.

Kiedy fizycy studiują ruch galaktyk lub gwiazd, na każdym kroku stykają się z tajemnicami. Jeżeli wezmą pod uwagę tylko materię widzialną, ich „obliczenia” nie będą się zgadzać: elementy, które mogą być zaobserwowane nie wystarczają, aby wytłumaczyć rotację obiektów lub występowanie sił grawitacyjnych. Czegoś wyraźnie brakuje. Stąd przypuszczenie, że musi istnieć niewidzialne „coś”, co nie oddziałuje ze światłem, ale oddziałuje za pomocą sił grawitacji. To „coś”, nazwane ciemną materią, wypełnia prawie 80% naszego Wszechświata.

Andromeda i Perseusz ponownie nawiedzani

Dwie grupy naukowców ostatnio ogłosiły, że zrealizowali wiele poszukiwań dotyczących tego sygnału. Jednej z nich, prowadzonej przez naukowców z EPFL – Olega Ruchajskiego i Aleksieja Bojarskiego udało się tego dokonać dzięki analizie promieniowania rentgenowskiego emitowanego przez dwa obiekty: galaktykę Perseusza i galaktykę Andromedy. Po zebraniu tysięcy sygnałów z teleskopu Europejskiej Agencji Kosmicznej XMM-Newton (X-ray Multi-Mirror) i po wyeliminowaniu wszystkich wpływów wszystkich znanych cząstek i atomów, wykryli pewną anomalię, która nawet wobec możliwości błędów urządzeń i pomiarów przyciągnęła ich uwagę.

Sygnał pojawia się w spektrum promieniowania Rentgena jako słaba, nietypowa emisja fotonów, która nie może być nadana przez żadną znaną formę materii. Poza tym, źródło tych sygnałów wewnątrz galaktyki odpowiada dokładnie temu, czego oczekiwano od ciemnej materii, to znaczy – skoncentrowania i intensywności w centrum obiektów, a słabości i rozproszenia na ich granicach.

Nowa era

Opisywane sygnały pochodzą z bardzo rzadkich zjawisk we Wszechświecie: z fotonów wyemitowanych w wyniku destrukcji hipotetycznej cząstki, prawdopodobnie niepodzielnego neutrino. Jeżeli odkrycie zostanie potwierdzone, otworzy to nowe drogi badań w fizyce cząstek. Ponadto, „może to rozpocząć nową erę w astronomii”, jak twierdzi Ruchajskij. „Potwierdzenie tego odkrycia może prowadzić do zbudowania nowych teleskopów, specjalnie zaprojektowanych do badania sygnałów od ciemnej materii” – dodaje. „Dowiemy się, gdzie szukać śladów ciemnych struktur w przestrzeni kosmicznej i będziemy mogli poznać proces powstawania Wszechświata”.

Autor

Aleksandra Sztabkowska