Czyżbyśmy znaleźli pierwszy namacalny dowód na ciemną materię?
Z ciemną materią jest pewien problem: teoretyzujemy już od 70 lat, że istnieje a nadal nie mamy na to solidnych, namacalnych dowodów. To, być może się zmieni dzięki niedawnemu odkryciu astronomów.
Ciemna materia to jeden z najbardziej zagadkowych dla nauki fenomenów. Uważa się, że 80 procent całej materii we wszechświecie jest „ciemna”, jednak nadal wiemy o jej istnieniu głównie z wyliczeń matematycznych. Ciemna materia bowiem nie pochłania ani nie emituje światła, więc nie jesteśmy w stanie jej zaobserwować tradycyjnymi metodami. Wpływa jednak za pomocą grawitacji na „zwykłą” materię i jest to jedyny ślad, jaki możemy wykorzystać, by w końcu móc ją zaobserwować i ostatecznie udowodnić jej istnienie.
Ciemna materia wydaje się tłumaczyć anomalie w rotacji galaktyk oraz ruchu galaktyk w gromadach. Nie jest jedynym wytłumaczeniem tych zjawisk (uczeni teoretyzują również na temat grawitacji kwantowej), ale ta wydaje się najbardziej prawdopodobna. Problem w tym, że… no właśnie, to tylko teoria. Spójna i zgodna z obserwacjami wszechświata, ale nadal teoria.
Odkrycie przez przypadek
Jak to często bywa w świecie nauki, potencjalny dowód na istnienie ciemnej materii pojawił się w momencie, w którym prowadzono badania nad zupełnie czymś innym. Należący do Europejskiej Agencji Kosmicznej pojazd XMM-Newton przyglądał się galaktyce Andromedzie i gromadzie Perseusza, kiedy wykrył przedziwną zmianę w emisji promieniowania rentgenowskiego przez oba te byty.
Wykryta emisja nie powinna mieć miejsca, nie pasuje do charakterystyki znanych nam cząsteczek i atomów. Spełnia jednak kryteria pozwalające sądzić, że stoi za nią ciemna materia. Dystrybucja sygnału w obrębie galaktyki pasuje do wzorca: jest skoncentrowana i intensywna w obrębie jej środka oraz słabsza i rozproszona na jej brzegach. By zweryfikować obserwacje, zaczęto przeglądać dane z obserwacji Mlecznej Drogi, a więc naszej własnej galaktyki. Te pokryły się z tym, co wykryto przy Andromedzie i Perseuszu.
Jaki jest związek pomiędzy ciemną materią a promieniowaniem rentgenowskim?
Naukowcy nie tylko teoretyzują na temat ciemnej materii, ale również zaczęli kreować jej części składowe, a więc poszczególne cząsteczki. Należą do nich WIMP-y (słabo oddziałujące masywne cząstki), aksjony i neutrina sterylne (kuzyni tradycyjnych neutrin).
Według teorii, rozkład neutrin sterylny powoduje emisję promieniowania rentgenowskiego. A skoro naukowcy nie są w stanie przypisać tej przedziwnej emisji żadnemu z atomów czy cząsteczek, to wskazują ciemną materię jako najbardziej prawdopodobnego „winowajcę”.
Badania, co zrozumiałe, będą nadal prowadzone, a uczeni ostrzegają, że jest jeszcze za wcześnie, by wyciągać pochopne wnioski. Potwierdzenie istnienia ciemnej materii może rozpocząć zupełnie nową erę w astronomii. Ułatwi to budowanie nowych teleskopów, zaprojektowanych specjalnie do obserwowania sygnałów z cząsteczek ciemnej materii, gdyż naukowcy teraz będą dokładnie wiedzieli czego szukać i jak to robić.
A to, ostatecznie pozwoli ustalić jak właściwie powstał wszechświat, w którym żyjemy.
