Nowe światło nadziei na istnienie ciemnej materii

Astrofizycy donoszą, że mogli zidentyfikować ślady ciemnej materii. W ostatnich tygodniach dość głośno było za sprawą tzw. sterylnych neutrin – elementarnych cząstek będących częścią materii. Niezależne badania innego zespołu uczonych potwierdziły, że też odnotowały podobny sygnał takich neutrin zaledwie kilka dni wcześniej.

Dwa niezależne zespoły badawcze: jeden pod kierownictwem astrofizyka dr. Alexey’a Boyarskiego z Uniwersytetu w Lejdzie (Holandia) oraz grupa uczonych z Harvardu ogłosiły w lutym, że najprawdopodobniej natrafiły na ślady ciemnej materii i to niemalże jednocześnie.

Od dość dawna istnieje żywe przekonanie wśród astrofizyków, że elementarna cząstka materii – tzw. ,,neutrino sterylna” – może dowodzić w istocie, że ciemna materia naprawdę istnieje. Dotychczas żaden zespół uczonych nie potwierdził jej istnienia i wszystkie założenia opierały się na hipotetycznych matematycznych modelach. Być może dwa niezależne zespoły badawcze w Europie trafiły na taki ślad i rzuciły światło nadziei na legendarną materię, którą dotychczas zdradzały jedynie wywierane przez nią efekty grawitacyjne.

Konstelacja Perseusza pewną wskazówką

Naukowcy dokonali analizy danych związanych z widmami pojedynczych galaktyk i ich gromad (tzw. obrazów promieniowania rozłożonego na poszczególne częstotliwości). W efekcie odkryli sygnał pośredni ciemniej materii w widmie promieniowania rentgenowskiego gromady galaktyk znajdujących się w konstelacji Perseusza. Był to niewiele rzucający się na skali skok, ale na tyle wyraźny, że nie można go wyjaśnić żadnym znanym przejściem atomowym.

Grupa Harvardzka potwierdziła obecność powyższej zmiany skokowej w wielu innych gromadach galaktyk. Zespół Boyarskiego stwierdził obecność takiej anomalii także w gromadzie galaktyki Andromedy.

Zdjęcie wykonane przez Teleskop Hubbla, przedstawia Galaktykę NGC 1275,  zlokalizowaną w centrum gromady galaktyk Perseusza.

Naukowcy sklasyfikowali cząstkę do kategorii neutrin, nazywając ją ,,sterylną” z uwagi na fakt, iż nie wykazuje interakcji z innymi znanymi neutrinami. ,,Sterylne neutrino” posiada zdecydowanie masę, a więc można ją brać pod uwagę w dalszych poszukiwaniach brakującej ciemnej materii.

Pierwsze ślady istnienia ciemnej materii we Wszechświecie znaleziono już ponad 80 lat temu. Standardowe modele cząstek materii opracowane przez uczonych już wcześniej wskazywały, że to co widzimy i badamy jest tylko częścią materii. Ponad 80 % brakującej materii jest niewykrywalne, a znikoma ilość znanej materii jest niewystarczająca aby grawitacyjnie utrzymywała przy ładzie cały Wszechświat. Jednak z braku bezpośrednich dowodów wśród obecnego establishmentu uczonych zaznacza się spór o istnienie ciemnej materii. ,,Sterylne neutrino” mogą okazać się kamieniem milowym w ostatecznym potwierdzeniu brakującego fizykom ogniwa. Zespół Boyarskiego opracował już wcześniej matematyczny model cząstek elementarnych uwzględniający obecność takich neutrin, ale oficjalnie nie publikował go w pismach naukowych, czekając na potwierdzenie w obserwacjach.

Na razie analizy dokonane w linii widmowej podczerwieni są pewną wskazówką, ale nie ostatecznym dowodem na istnienie ciemnej materii. Być może jeszcze więcej światła na ciemną materię rzucą dalsze obserwacje w wyższej rozdzielczości.

Opracowano na podstawie Science Daily.

Źródło: http://www.sciencedaily.com/releases/2014/02/140226074829.htm