V strede našej galaxie je zvláštna žiara a nie je taká, ako sme si mysleli, že je

(spolupráca NASA/DOE/Fermi LAT)

Stred Mliečnej dráhy žiari. Áno, je tu veľký šmrnc čierna diera a je to veľmi energická oblasť, ale nad aktivitou, o ktorej vieme, je ďalšia vysokoenergetická žiara gama žiarenia, a to je niečo, čo ešte nebolo vysvetlené.

Táto žiara sa nazýva Galactic Center GeV Excess (GCE) a astronómovia sa na to snažia prísť už roky. Jedným z veľmi diskutovaných vysvetlení je, že žiara môže teoreticky vzniknúť zničením temná hmota - ale nový výskum je klincom do rakvy tejto myšlienky.

V sérii vyčerpávajúcich modelov, ktoré zahŕňajú nedávny vývoj v simulácii galaktickej vydutiny a iných zdrojov emisie gama žiarenia v galaktickom centre, tím astrofyzikov vylúčil anihiláciu temnej hmoty ako zdroj žiary.



Toto zistenie, hovorí tím, dáva temnú hmotu menej priestoru na ukrytie - kladenie prísnejších obmedzení na jeho vlastnosti, ktoré by mohli pomôcť pri budúcom vyhľadávaní.

'Približne 40 rokov bola hlavným kandidátom na temnú hmotu medzi časticovými fyzikmi tepelná, slabo interagujúca častica so slabým rozsahom,' povedal astrofyzik Kevork Abazajian z Kalifornskej univerzity v Irvine (UCI).

'Tento výsledok po prvý raz vylučuje, že kandidát na častice s veľmi vysokou hmotnosťou.'

GCE bol prvýkrát zaznamenaný pred viac ako desiatimi rokmi, keď Fermiho vesmírny teleskop gama začal s prieskumom regiónu. Gama lúče sú elektromagnetické vlny s najvyššou energiou vo vesmíre a produkujú ich najintenzívnejšie objekty, ako napr. milisekundové pulzary , neutrónové hviezdy, zrážajúce sa neutrónové hviezdy, čierne diery a supernovy.

Problémom bolo, že keď prišiel čas analyzovať Fermiho pozorovania, po odpočítaní všetkých známych zdrojov gama žiarenia sme skončili s gama žiarou v srdci Mliečnej dráhy, ktorú nebolo možné vysvetliť.

Keď vo vesmíre nájdete niečo, čo sa nedá vysvetliť, má zmysel pokúsiť sa to porovnať s inými vecami, ktoré sa nedajú vysvetliť – ako je tmavá hmota. Toto je názov, ktorý dávame neviditeľnej hmote, ktorá dodáva vesmíru gravitáciu.

Temnú hmotu môžeme odhaliť nepriamo, pretože veci sa pohybujú inak, ako by sa mali, ak by na to pôsobili iba viditeľné veci, ale nevieme, čo to vlastne je.

Napriek tomu, že temnú hmotu nedokážeme odhaliť priamo, je možné, že produkuje žiarenie, ktoré môžeme vidieť.

Ak by sa typy častíc tmavej hmoty nazývané Weakly Interacting Massive Particles alebo WIMP navzájom zrazili - ako napríklad zrážky v urýchľovačoch častíc - navzájom by sa anihilovali a explodovali by v spŕške iných častíc, vrátane fotónov gama žiarenia. Takéto kolízie boli navrhnuté ako potenciálny mechanizmus produkujúci GCE.

Niekoľko štúdií však nenašlo žiadne dôkazy o kolíziách WIMP, ale tento nový dokument je krokom nahor, hovoria autori.

'V mnohých modeloch sa táto častica pohybuje v rozmedzí od 10 do 1000-násobku hmotnosti protónu, pričom hmotnejšie častice sú teoreticky menej atraktívne ako častica tmavej hmoty.' povedal astrofyzik UCI Manoj Kaplinghat .

'V tomto dokumente odstraňujeme kandidátov na tmavú hmotu v obľúbenom rozsahu, čo je obrovské zlepšenie v obmedzeniach, ktoré kladieme na možnosti, že tieto predstavujú tmavú hmotu.'

Počas troch rokov tím zostavil širokú škálu scenárov modelovania gama lúčov pre galaktický stred a jeho vydutie - tesne zbalenú skupinu hviezd sústredených okolo stredu. Zahŕňali všetky zdroje, ktoré sa im dostali do rúk – vznik hviezd, Fermiho bubliny, interakcie kozmického žiarenia s molekulárnym plynom a neutrónové hviezdy a milisekundové pulzary .

Zistili, že keď všetko zohľadnili, zostalo len veľmi málo priestoru na zničenie WIMP. Medzi všetkými týmito zdrojmi gama žiarenia „neexistuje žiadny významný prebytok GC, ktorý by sa dal pripísať anihilácii DM“, píšu výskumníci vo svojom článku .

Predchádzajúci výskum zistil, že distribúcia gama lúčov v galaktickom strede je tiež v rozpore s anihiláciou temnej hmoty. Ak by boli vinníkom WIMP, distribúcia by bola hladká - ale namiesto toho sú fotóny gama žiarenia distribuované v zhlukoch ako by ste očakávali, že nájdete z bodových zdrojov, ako sú hviezdy.

Rozloženie hviezd vo vydutine podľa nového výskumu tiež nekonzistentné s prítomnosťou ďalšej tmavej hmoty.

To neznamená, že temná hmota v našom galaktickom strede nemôže byť hypotetického, masívneho a slabo interaktívneho typu. Tým práve ovládol tie masy bežne vyhľadávané a potom ešte nejaké. Tím poznamenáva, že ich zistenia stále silne uprednostňujú astrofyzikálny pôvod GCE.

'Naša štúdia obmedzuje druh častice, ktorou by mohla byť temná hmota,' Povedal Kaplinghat . 'Množstvo dôkazov o temnej hmote v galaxii je robustné a naša práca ich neovplyvňuje.'

Čo znamená, že budeme musieť myslieť oveľa ďalej, aby sme to našli.

Výskum bol publikovaný v r Fyzický prehľad D .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.