A sötét anyag részecskéjére utaló jelet azonosíthattak

294

A Lausanne-i Műszaki Egyetem kutatói olyan, korábban nem ismert jelet azonosítottak az Andromeda-köd és egy galaxishalmaz röntgenspektrumában, amely a sötét anyag egyelőre hipotetikus részecskéjétől származhat.

A sötét anyag és nagy testvére, a sötét energia természetének megfejtése a modern asztrofizika egyik nagy problémája. Most azonban röntgenspektrumok átvizsgálása után az Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) és a University of Leiden kutatói olyan jelre bukkantak, amelyről azt gondolják, hogy a sötét anyag egyelőre még csak hipotetikus részecskéjének a nyoma lehet. A különös szubsztanciáról csak gravitációs hatása árulkodik, egyéb módon nem is lép kölcsönhatásba a normál anyaggal. Létezése azért szükségszerű, mert a magáról elektromágneses sugárzással is hírt adó anyag felmérhető mennyisége egymagában messze nem tudja megmagyarázni a galaxisok rotációs görbéinek tulajdonságait, ehhez szükség van egy nem látható, csak gravitációsan kölcsönható komponens feltételezésére is. Úgy tűnik, hogy az univerzum túlnyomó részt a sötétnek elnevezett komponensekből áll, a sugárzó anyag csak néhány százalékát teszi ki. Jelenleg nagy kutatási kapacitásokat fordítanak egy olyan részecske keresésére, amely a sötét anyaghoz lenne köthető.

Mostanában két csoport is bejelentette, hogy detektálták a keresett jelet. Az egyik, amelynek vezetői Oleg Ruchayskiy (EPFL) és Alexey Boyarsky (EPFL, University of Leiden) a Perseus-galaxishalmaz és az Andromeda-köd röntgenspektrumának elemzésével jutottak erre az eredményre. Miután minden ismert atom és részecske nyomát kiszűrték az ESA XMM-Newton röntgenteleszkópjával rögzített több ezer spektrumból, maradt egy olyan jel, amely a keresett nyom lehet, bár természetesen nem nulla a valószínűsége annak, hogy instrumentális effektusról vagy mérési hibáról van szó.

20141216_a_sotet_anyag_reszecskejere_utalo_jelet_azonosithattak_1
Svájci kutatók olyan jelet azonosítottak az Androméda-köd és a Perzeusz galaxishalmaz röntgenspektrumában, amely a sötét anyag egyelőre hipotetikus részecskéjétől származhat. (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne)

A jel gyenge, atipikus fotonemisszióként mutatkozik a röntgenspektrumokban és nem köthető egyetlen ismert atomhoz vagy részecskéhez sem. Ruchayskiy szerint a galaxisokon belüli eloszlása ráadásul pontosan megfelel annak, mint amit a sötét anyagtól várunk, azaz az objektumok centrumában erősebb, a szélek felé haladva pedig gyengül és egyre diffúzabb lesz. Ellenőrzésként a kutatók ugyanezen észleléseket el akarják végezni saját galaxisunk, a Tejútrendszer esetében is.

A mért jel egy nagyon ritka folyamat eredménye lehet: a foton egy hipotetikus részecske, valószínűleg egy “steril” – részecskefizikai kölcsönhatással nem észlelhető – neutrínó bomlása során sugárzódhat ki. Ha a felfedezést megerősítik, az új utakat nyithat a részecskefizikai kutatásokban, de Ruchayskiy szerint új korszakot hozhat a csillagászatban is. A sötét anyag részecskéi által okozott jelek detektálására új típusú teleszkópok épülhetnek, amelyek segítségével tudni fogjuk majd, hogy hol keressük a sötét struktúrákat az űrben, és rekonstruálhatjuk az univerzum formálódásának folyamatát is.

Az eredményeket részletező szakcikk a Physical Review Letters c. folyóiratban fog megjelenni.

Forrás: ScienceDaily 2014.12.11.

Hozzászólás

hozzászólás