Ticker

6/recent/ticker-posts

Η παράξενη μυστηριώδης λάμψη του Γαλαξία που απορρίπτει κορυφαία θεωρία

Το κέντρο του Γαλαξία είναι λαμπερό. Ναι, υπάρχει μια μεγάλη μαύρη τρύπα chonkin, και είναι μια πολύ ενεργητική περιοχή, αλλά υπάρχει μια επιπλέον λάμψη ακτίνων γάμμα υψηλής ενέργειας, πάνω και πέρα ​​από τη δραστηριότητα που γνωρίζουμε, και είναι κάτι που δεν έχει ακόμη εξηγηθεί.

Αυτή η λάμψη ονομάζεται Galactic Center GeV Excess (GCE) και οι αστρονόμοι προσπαθούν να το καταλάβουν εδώ και χρόνια. Μία έντονα συζητημένη εξήγηση είναι ότι η λάμψη μπορεί θεωρητικά να παραχθεί από τον αφανισμό της σκοτεινής ύλης - αλλά η νέα έρευνα είναι ένα καρφί στο φέρετρο αυτής της ιδέας.

Σε μια σειρά εξαντλητικών μοντέλων που περιλαμβάνουν πρόσφατες εξελίξεις στην προσομοίωση της γαλαξιακής διόγκωσης και άλλων πηγών εκπομπής ακτίνων γάμμα στο γαλαξιακό κέντρο, ομάδα αστροφυσικών έχει αποκλείσει τον αφανισμό της σκοτεινής ύλης ως πηγή της λάμψης.

Αυτό το εύρημα, λέει η ομάδα, δίνει λιγότερη περιουσία στη σκοτεινή ύλη - θέτοντας ισχυρότερους περιορισμούς στις ιδιότητές της που θα μπορούσαν να βοηθήσουν στις μελλοντικές αναζητήσεις.

"Για περίπου 40 χρόνια, η κύρια θεωρία περί σκοτεινής ύλης μεταξύ των φυσικών σωματιδίων ήταν ένα θερμικό φαινόμενο με ασθενική αλληλεπίδραση και ασθενή κλίμακα σωματιδίων", δήλωσε ο αστροφυσικός Kevork Abazajian του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια Irvine (UCI). "Αυτό το αποτέλεσμα αποκλείει για πρώτη φορά τη θεωρία περί σωματιδίων πολύ υψηλής μάζας."



Το GCE παρατηρήθηκε για πρώτη φορά λίγο περισσότερο από μια δεκαετία πριν, όταν το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων γάμμα Fermi, άρχισε να ερευνά την περιοχή. Οι ακτίνες γάμμα είναι τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα υψηλότερης ενέργειας στο Σύμπαν και παράγονται από τα πιο έντονα αντικείμενα, όπως πάλσαρ χιλιοστών του δευτερολέπτου, αστέρια νετρονίων που συγκρούονται, μαύρες τρύπες και σουπερνόβα.

Το πρόβλημα ήταν, όταν ήρθε η ώρα να αναλυθούν οι παρατηρήσεις του Fermi και αφού αφαιρέθηκαν όλες οι γνωστές πηγές ακτίνων γάμμα, καταλήξαμε με μια λάμψη ακτίνων γάμμα στην καρδιά του Γαλαξία που δεν μπορούσε να ληφθεί υπόψη.

Στο διάστημα, όταν βρίσκετε κάτι που δεν μπορεί να εξηγηθεί, είναι λογικό να προσπαθήσετε να το συνδυάσετε με άλλα πράγματα που δεν μπορούν να εξηγηθούν - όπως η σκοτεινή ύλη. Αυτό είναι το όνομα που δίνουμε στην αόρατη μάζα που προσθέτει βαρύτητα στο Σύμπαν.

Μπορούμε να εντοπίσουμε έμμεσα τη σκοτεινή ύλη, γιατί τα πράγματα κινούνται διαφορετικά από το πώς θα έπρεπε εάν μόνο το ορατό υλικό είχε αποτέλεσμα, αλλά δεν ξέρουμε τι είναι πραγματικά.

Ωστόσο, ενώ δεν μπορούμε να ανιχνεύσουμε άμεσα τη σκοτεινή ύλη, είναι πιθανό να παράγει ακτινοβολία που μπορούμε να δούμε.

Εάν τύποι σωματιδίων σκοτεινής ύλης που ονομάζονται Weakly Interacting Massive Particles, ή WIMPs, συγκρούονταν μεταξύ τους - όπως οι συγκρούσεις σε επιταχυντές σωματιδίων - θα εξαφανιζόταν το ένα με τον άλλο, καθώς εκρήγνυται σε ένα ντους άλλων σωματιδίων, συμπεριλαμβανομένων των φωτονίων ακτίνων γάμμα. Τέτοιες συγκρούσεις έχουν προταθεί ως δυνητικός μηχανισμός παραγωγής του GCE.

Αρκετές μελέτες, ωστόσο, δεν βρήκαν στοιχεία για συγκρούσεις WIMP, αλλά αυτή η νέα έρευνα, είναι ένα βήμα προς τα πάνω, λένε οι ερευνητές.

"Σε πολλά μοντέλα, αυτό το σωματίδιο κυμαίνεται από 10 έως 1.000 φορές τη μάζα ενός πρωτονίου, με πιο ογκώδη σωματίδια να είναι λιγότερο ελκυστικά θεωρητικά ως σωματίδια σκοτεινής ύλης",  δήλωσε ο αστροφυσικός UCI Manoj Kaplinghat .

"Σε αυτό το άρθρο, εξαλείφουμε τις θεωρίες για σκοτεινή ύλη πάνω από το ευνοημένο εύρος, κάτι που αποτελεί τεράστια βελτίωση στους περιορισμούς που θέτουμε στις πιθανότητες ότι αυτές είναι αντιπροσωπευτικές της σκοτεινής ύλης."



Πάνω από τρία χρόνια, η ομάδα συγκέντρωσε ένα ευρύ φάσμα σεναρίων μοντελοποίησης ακτίνων γάμμα για το γαλαξιακό κέντρο και το κύμα του (η σφιχτά γεμάτη ομάδα αστεριών συγκεντρωμένη γύρω από το κέντρο). Περιλάμβαναν όλες τις πηγές που μπορούσαν να πάρουν τα χέρια τους στον σχηματισμό αστεριών, τις φυσαλίδες Fermi, τις αλληλεπιδράσεις κοσμικών ακτίνων με μοριακό αέριο, πάλσαρ.

Διαπιστώθηκε ότι, αφού είχαν συνειδητοποιήσει τα πάντα, και ότι υπήρχε πολύ λίγος χώρος για την εξόντωση του WIMP. Προηγούμενη έρευνα διαπίστωσε ότι η κατανομή των ακτίνων γάμμα στο γαλαξιακό κέντρο είναι επίσης ασυνεπής με τον αφανισμό της σκοτεινής ύλης. Εάν οι WIMP ήταν ο ένοχος, η κατανομή θα ήταν ομαλή - αλλά αντ 'αυτού, τα φωτόνια ακτίνων γάμμα διανέμονται σε συστάδες όπως θα περίμενε κανείς να βρει από σημειακές πηγές, όπως αστέρια.

Η κατανομή των αστεριών σε εξογκώματα, σύμφωνα με τη νέα έρευνα, είναι επίσης ασυμβίβαστη με την παρουσία πρόσθετης σκοτεινής ύλης.

"Η μελέτη μας περιορίζει το είδος των σωματιδίων που μπορεί να είναι η σκοτεινή ύλη", δήλωσε ο Kaplinghat . "Οι πολλαπλές αποδείξεις για σκοτεινή ύλη στον γαλαξία είναι ισχυρές και δεν επηρεάζονται από τη δουλειά μας."

Αυτό σημαίνει ότι θα πρέπει απλώς να σκεφτούμε πολύ πιο έξω από το κουτί για να το βρούμε.

Η έρευνα έχει δημοσιευθεί στο Physical Review D .


Δημοσίευση σχολίου

0 Σχόλια