Mohlo by to byť prvé detekovanie častíc temnej hmoty?

Nedávno sa objavila vzrušujúca správa z oblasti astrofyziky, ktorá by mohla otvoriť nové dvere k pochopeniu jednej z najväčších záhad vesmíru – temnej hmoty. Vedci analyzovali údaje z teleskopu Fermi a narazili na anomálny signál, ktorý by potenciálne mohol byť dôkazom existencie častíc temnej hmoty. Ale čo to vlastne znamená? A prečo je toto taký veľký deal? V tomto článku sa pozrieme na najnovšie objavy a zistíme, či sme o krok bližšie k odhaleniu identity neviditeľného stavebného prvku vesmíru.

Čo je to vlastne temná hmota?

Temná hmota je názov pre druh hmoty, ktorú nevieme priamo pozorovať. Nevysiela ani neodráža svetlo, a preto ju nemôžeme vidieť pomocou bežných teleskopov. Napriek tomu vieme, že existuje, pretože pozorujeme jej gravitačný vplyv na viditeľnú hmotu – galaxie a hviezdne zoskupenia. Predpokladá sa, že tvorí až 86 % celkovej hmoty vesmíru!

Prvé náznaky temnej hmoty sa objavili už pred viac ako sto rokmi, keď astronómovia zistili, že galaxie rotujú príliš rýchlo na to, aby ich gravitačne držala pohromade len viditeľná hmota. Tiež pozorovali anomálie v pohybe galaxií vo fúzujúcich sa hviezdnych klastroch. Tieto nezrovnalosti naznačovali prítomnosť neviditeľnej hmoty, ktorá poskytuje dodatočnú gravitáciu.

Fermi teleskop a nové nálezy

Teleskop Fermi je vesmírne observatórium, ktoré študuje vesmír v gama lúčoch – najenergetickejšom žiarení elektromagnetického spektra. Po 17 rokoch nepretržitých pozorovaní Fermi vytvoril detailnú mapu celej nočnej oblohy a odhalil zaujímavé štruktúry známe ako „Fermi bubliny“. Tieto gigantické bubliny gama žiarenia sa nachádzajú nad a pod stredom našej galaxie, Mliečnej cesty.

Nedávna štúdia vedená Tanorim Totanim analyzovala údaje z Fermi a zistila v okolí týchto bublín slabé, ale konzistentné „reziduálne žhavenie“ pri energii okolo 20 GeV (gigaelectronvoltov). Toto žhavenie by mohlo byť výsledkom anihilácie častíc temnej hmoty.

Kľúčové poznatky

• Temná hmota: Neviditeľná hmota, ktorá tvorí väčšinu hmoty vo vesmíre a interaguje len gravitačne.
• Fermi bubliny: Obrovské oblasti gama žiarenia nad a pod stredom Mliečnej cesty.
• Reziduálne žhavenie: Slabý signál v dátach Fermi, ktorý by mohol byť dôkazom anihilácie častíc temnej hmoty.
• WIMP kandidáti: Teoretické častice s názvom WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles), ktoré sú jedným z možných vysvetlení pre temnú hmotu.

Čo to znamená?

Ak by sa potvrdilo, že toto reziduálne žhavenie je skutočne dôkazom anihilácie častíc temnej hmoty, bol by to revolučný objav. Mohlo by to potvrdiť existenciu WIMP-ov a poskytnúť nám prvý priamy pohľad na povahu tejto záhadnej hmoty.

Je však dôležité byť opatrní. Štúdia je zatiaľ dielom len jedného autora a výsledky musia byť overené nezávislými výskumníkmi. Tiež je potrebné vylúčiť všetky možné alternatívne vysvetlenia, ako napríklad neznáme procesy v galaxii.

Rozdiely oproti predošlým objavom

Je zaujímavé, že toto nové zistenie sa odlišuje od predošlého „nadbytku gama žiarenia z centra galaxie“. Predošlé pozorovania naznačovali anihiláciu temnej hmoty v centre Mliečnej cesty, ale toto nové zistenie ukazuje na potenciálnu anihiláciu v halo galaxie – oblasti mimo hlavného disku. To by mohlo naznačovať, že existujú rôzne typy temnej hmoty alebo rôzne procesy, ktoré vedú k jej anihilácii.

Čo nás čaká?

Výskumníci teraz pracujú na overení týchto výsledkov a hľadaní ďalších dôkazov o existencii častíc temnej hmoty. Budú sa spoliehať na údaje z iných teleskopov a experimentov, ako sú neutrínové observatóriá a detektory priamo vyhľadávajúce WIMPs.

Zdroje:

• Arxiv – New Constraints on Dark Matter Annihilation from Fermi-LAT
• Anton Petrov – YouTube Channel (https://www.youtube.com/c/whatdamath)

Tento objav je len jedným krokom na dlhej ceste k pochopeniu temnej hmoty, ale je to vzrušujúci krok vpred. Možno sa čoskoro dozvieme viac o tejto záhadnej sile, ktorá formuje vesmír okolo nás.

Približne 149 gCO₂ bolo uvoľnených do atmosféry a na chladenie sa spotrebovalo 0.75 l vody za účelom vygenerovania tohoto článku.