Materia întunecată ar putea lumina inima Căii Lactee
Descoperiri noi sugerează că materia întunecată ar putea fi din nou piesa lipsă într-unul dintre cele mai îndelungate mistere ale astronomiei: surplusul ciudat de raze gamma care strălucește din nucleul Căii Lactee.
Prin recrearea vieții turbulente a galaxiei și a coliziunilor masive care au modelat-o, oamenii de știință au descoperit că materia întunecată din apropierea centrului ar putea fi aranjată foarte diferit decât se credea odată. Această nouă configurație se potrivește îndeaproape cu modelul misterios de radiații observat pentru prima dată de telescopul Fermi al NASA, restabilind materia întunecată ca un candidat puternic pentru a explica inima luminoasă a Căii Lactee.
Noul studiu a insuflat o viață nouă într-una dintre cele mai persistente dezbateri ale astrofizicii: ce cauzează strălucirea puternică a razelor gamma din centrul galaxiei noastre? Condus de Dr. Moorits Muru, cu Dr. Noam Libeskind și Dr. Stefan Gottlöber de la Institutul Leibniz pentru Astrofizică Potsdam (AIP), în colaborare cu Profesorul Yehuda Hoffman de la Institutul de Fizică Racah al Universității Ebraice din Ierusalim și Profesorul Joseph Silk de la Universitatea Oxford, cercetarea apare în Physical Review Letters.
Munca lor folosește simulări cosmologice avansate pentru a testa dacă materia întunecată - materialul invizibil despre care se crede că alcătuiește cea mai mare parte a universului - poate explica încă surplusul de radiații de înaltă energie observat pentru prima dată de telescopul spațial Fermi Gamma-ray al NASA.
Revenirea la Excesul Centrului Galactic
De mai bine de un deceniu, oamenii de știință s-au luptat cu așa-numitul "Exces al Centrului Galactic", un val neașteptat de raze gamma care izvorăsc din inima Căii Lactee. La început, cercetătorii au suspectat că particulele de materie întunecată s-ar putea ciocni și anihila reciproc, creând explozii intense de radiații. Cu toate acestea, modelul observat al razelor gamma nu se potrivea perfect cu forma așteptată a distribuțiilor materiei întunecate. Această discrepanță i-a determinat pe mulți să favorizeze o altă explicație: stele neutronice antice, cu rotație rapidă, cunoscute sub numele de pulsari milisecundă.
Pentru a testa posibilitățile, echipa a apelat la Hestia, o serie de simulări de înaltă rezoluție concepute pentru a modela galaxii precum Calea Lactee în medii cosmice realiste. Prin retragerea fuziunilor violente și a începuturilor haotice ale galaxiei, cercetătorii au descoperit că aceste evenimente antice ar fi putut modifica semnificativ forma și densitatea materiei întunecate din nucleul său. Rezultatele lor dezvăluie o structură a materiei întunecate mult mai complexă, nesferică, decât au prezis modelele anterioare - una care reproduce în mod natural răspândirea razelor gamma fără a fi nevoie să invoce un număr mare de pulsari.
trecutul haotic al Căii Lactee lasă o amprentă
"Istoria coliziunilor și a creșterii Căii Lactee lasă amprente clare asupra modului în care materia întunecată este aranjată în nucleul său", au explicat cercetătorii. "Când luăm în considerare acest lucru, semnalul razelor gamma arată mult mai mult ca ceva ce ar putea explica materia întunecată."
Deși studiul nu pune capăt dezbaterii, el restabilește materia întunecată ca o explicație principală pentru unul dintre cele mai intrigante fenomene ale astronomiei moderne. Observatoarele viitoare, cum ar fi Cherenkov Telescope Array, capabile să detecteze raze gamma de energie și mai mare, vor oferi teste mai precise ale acestor teorii concurente. Aceste instrumente ar putea confirma dacă strălucirea provine cu adevărat din materia întunecată sau dacă este responsabil un alt proces cosmic.
"Acest studiu ne oferă o modalitate nouă de a interpreta unul dintre cele mai intrigante semnale de pe cer", a spus echipa. "Fie vom confirma că materia întunecată lasă o urmă observabilă - fie vom învăța ceva cu totul nou despre Calea Lactee în sine."