TEMA BROJA - Istraživanje Sunčevog sistema

Pripremio:

Istraživanje svemira

X-zrak ukazuje na tamnu materiju

Radijacija visoke energije iz svemira godinama zanima i zbunjuje naučnike koji se bave tamnom materijom. Konačan odgovor je možda blizu. Pojedini fizičari ističu da određeni galaktički x-zraci mogu biti znak odumirujuće tamne materije, što tek treba da bude potvrđeno.

Tamna materija čini oko 80% materije univerzuma mada niko ne zna šta je to tačno. Većina teoretičara pretpostavlja da se sastoji od tzv. masivnih čestica niske interakcije (WIMP) - neotkrivenih podatomskih čestica koje odašilju toliko malo svetlosti da ih ne možemo videti - iako one dalje reaguju sa drugim česticama svemira male nuklearne sile. Laboratorijskim eksperimentima zasad nisu primećeni. Najverovatniji dokazi iz svemira - gama zraci koji WIMP-ovi odašilju dok se sudaraju u središtima galaksije - ometeni su serijama gama zraka iz drugih izvora.

Aleksej Bojarski, fizičar čestica (Leiden Univerzitet, Holandija), i njegove kolege prikupljaju podatke iz XMM-Njutn orbitirajuće opservatorije Evropske svemirske agencije za naznakama čestica koje teže par hiljada elektron-volti, što je milioniti deo WIMP-a. U teoriji, čestice kao što su one, ukoliko postoje, treba da odumiru unutar galaktičkih središta da bi proizveli x-zrake određene energije. Grupa je počela istraživanje 2005. i godinama je radila bez rezultata. Ali, konačno, prošle godine su prijavili otkriće od 3,5 hiljada elektron volti (keV) u najvišoj tački spektruma x-energije iz galaksije Andromeda i galaktičkog sazvežđa Persej. U isto vreme, druga grupa naučnika (Harvard-Smitsonijan centar za astrofiziku, Kembridž,država Masačusets) prijavili su nalazište niza od 3.5 keV u kombinovanom spektru od 73 sazvežđa galaksija.

Grupa oko Bojarskog prijavila je slične anomalije u x-zracima koji dopiru iz središta Mlečnog puta. Intenzitet ovog zračenja leži u rasponu koji proizvode reakcije tamne materije. Po izjavama istraživača: više od donje granice ali niže od gornje granice izračunate u manje gušćim delovima Mlečnog puta .“Ne možemo da dokažemo da tamna materija dolazi iz središta zato što nedovoljno poznajemo fiziku galaktičkog centra. Zasad, signal prolazi proveru. “

Od užarenog kalijuma?

Drugi istraživači osporavaju da je signal poreklom od tamne materije. Fizičari Tesla Jeltema i Stefano Profumo (Kalifornijski univerzitet, Santa Kruz, SAD) su analizirali x-zrake običnih atoma unutar Mlečnog puta, Andromede i drugih sazvežđa i zaključili da 3.5 keV signal možda potiče iz užarenog kalijuma i drugih elemenata puštenih u svemir od strane zvezda.

Fizičari Instituta za astrofiziku čestica i kosmologiju (Stenford univerzitet, Palo Alto, SAD) i kolege ističu da podaci iz satelita NASA-e i japanske svemirske agencije (JAXA) Suzaku ne daju jasan dokaz postojanja tamne materije - kao što je odašiljanje 3.5 keV u četiri zvezdana sazvežđa uključujući Persej.

Bojarski navodi da je potrebno više podataka da bi se došlo do zaključka. On i kolege na observatoriji XMM-Njutn proučavajui spektar x-zraka jedne patuljaste galaksije.“Ako vidimo signal, biće veoma teško da ga prevedemo terminima normalne astrofizike. To bi služilo kao veoma jak dokaz postojanja tamne materije.“

Završni test bi mogao početi sledeće godine, kada je JAXA zakazala lansiranje novog satelita sa x-zracima, nazvanog ASTRO-H . ASTRO-H će moći da vidi oblik 3.5 keV skoka u mnogo većem obliku nego što sada sateliti mogu, objašnjava, što bi impliciralo da su x-zraci tu zbog tamne materije, dok bi uža linija ukazala na normalne atome. “Signal x-zraka od 3.5 keV ima šanse da bude potvrđen kao tamna materija tek za nekoliko godina.“

Kako se i očekivalo od neutrina…

Ako je tamna materija uzrok , fizičari će i dalje tragati za intenzitetom. Zasad, energija i intenzitet linije od 3.5 keV su „tačno kako je očekivano“ od sterilnih neutrina: traže se hipotetički rođaci običnih neutrina koji odašilju x-zrake kada se transformišu u normalne neutrine.

Kosmolog Kevork Abazijan (Kalifornijski univerzitet) se slaže da je neutrino najverovatniji kandidat, delom i zato što su oni odgovorni za postojanje mase neutrina. Ali, i ostale hipotetičke čestice mogu takođe proizvesti signal, dodaje. Merenja bazirana na zemljanom odumiranju beta čestica - isti radioaktivni proces koji je dao fizičarima naznaku da neutrino postoji - mogu biti presudni u proceni da li je neutrino keV skale takođe deo prirodnog reda.

Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"