Większość Wszechświata jest kompletną i całkowitą tajemnicą. Problem polega na tym, że ciemna materia oddziałuje tylko z regularną materią poprzez grawitację (i być może przez słabą siłę jądrową). Nie świeci, nie emituje ciepła ani fal radiowych, i przechodzi przez zwykłą materię, jakby jej nie było. Ale kiedy ciemna materia zostanie zniszczona, może dać astronomom wskazówki, których szukają.
Naukowcy wysunęli teorię, że jednym produktywnym sposobem poszukiwania ciemnej materii może nie być jej bezpośrednie wyszukiwanie, ale poszukiwanie cząstek i energii powstałych w wyniku jej zniszczenia. W środowisku wokół centrum naszej galaktyki ciemna materia może być na tyle gęsta, że cząstki regularnie zderzają się, uwalniając kaskadę energii i dodatkowe cząstki; które można wykryć.
Ta teoria może pomóc wyjaśnić dziwny wynik zebrany przez sondę mikrofalową anizotropii Wilkinsona (WMAP), sondę NASA, która mapuje temperaturę kosmicznego promieniowania mikrofalowego w tle (CMBR). To promieniowanie tła miało być z grubsza równomierne na całym niebie. Ale z jakiegoś powodu satelita wykrył nadmiar emisji mikrofalowej wokół centrum naszej galaktyki.
Być może to promieniowanie mikrofalowe jest blaskiem całej tej ciemnej materii, która ulega anihilacji.
Do takiego wniosku doszedł zespół amerykańskich astronomów: Dan Hooper, Douglas P. Finkbeiner i Gregory Dobler. Ich praca została opublikowana w nowym artykule badawczym zatytułowanym Dowody anihilacji ciemnej materii w mgle WMAP.
Nadmiar promieniowania mikrofalowego wokół naszego centrum galaktycznego jest znany jako Haze WMAP i pierwotnie uważany był za emisję z gorącego gazu. Astronomowie próbowali potwierdzić tę teorię, ale obserwacje na innych długościach fal nie przyniosły żadnych dowodów.
Według naukowców zamglenie mikrofalowe można wytłumaczyć unicestwiającymi cząstkami ciemnej materii, takimi jak interakcja między materią a antymaterią. Gdy cząstki ciemnej materii zderzają się, mogą emitować dowolną liczbę wykrywalnych cząstek i promieniowania, w tym promienie gamma, elektrony, pozytony, protony, antyprotony i neutrina.
Rozmiar, kształt i rozkład zamglenia odpowiada środkowemu regionowi naszej galaktyki, który również powinien mieć wysokie stężenie ciemnej materii. A jeśli cząstki ciemnej materii mieszczą się w pewnym zakresie masy - 100 do 1000 razy masie protonu - mogą uwolnić potok elektronów i pozytonów, które ładnie pasują do zamglenia mikrofalowego.
W rzeczywistości ich obliczenia dokładnie odpowiadają jednemu z najbardziej atrakcyjnych kandydatów na ciemną materię: hipotetycznemu neutrino, które jest przewidywane w modelach supersymetrii. Po anihilacji wytwarzałyby one ciężkie kwarki, bozony wskaźnikowe lub bozony Higgsa i miałyby odpowiednią masę i wielkość cząstek do wytworzenia zamglenia mikrofalowego obserwowanego przez WMAP.
Jedno z przewidywań poczynionych w tym artykule dotyczy nadchodzącego dużego kosmicznego teleskopu kosmicznego (GLAST), który ma się rozpocząć w grudniu 2007 roku. Jeśli są poprawne, GLAST będzie w stanie wykryć blask promieni gamma pochodzących z Centrum galaktyczne, pasujące do zamglenia mikrofalowego, a nawet wyznaczyło górną granicę masy cząstek ciemnej materii. Nadchodząca misja ESA Planck zapewni jeszcze bardziej precyzyjne spojrzenie na mgłę mikrofalową, zapewniając lepsze dane.
Może wciąż jest tajemnicza, ale ciemna materia odkrywa swoje sekrety powoli, ale pewnie.
Oryginalne źródło: Arxiv (PDF)
