Mystiskt fenomen i galaxens centrum kan avslöja ny typ av mörk materia

This the largest photomosaic ever assembled from NASA/ESA Hubble Space Telescope observations. It is a panoramic view of the neighboring Andromeda galaxy, located 2.5 million light-years away. It took over 10 years to make this vast and colorful portrait of the galaxy, requiring over 600 Hubble snapshots. The galaxy is so close to us, that in angular size it is six times the apparent diameter of the full Moon, and can be seen with the unaided eye. For Hubble’s pinpoint view, that’s a lot of celestial real estate to cover. This stunning, colorful mosaic captures the glow of 200 million stars. That’s still a fraction of Andromeda’s population. And the stars are spread across about 2.5 billion pixels. The detailed look at the resolved stars will help astronomers piece together the galaxy’s past history that includes mergers with smaller satellite galaxies. [Image description: The Andromeda galaxy, a spiral galaxy, spreads across the image. It is tilted nearly edge-on to our line of sight so that it appears very oval. The borders of the galaxy are jagged because the image is a mosaic of smaller, square images against a black background. The outer edges of the galaxy are blue, while the inner two-thirds is yellowish with a bright, central core. Dark, dusty filamentary clouds wrap around the outer half of the galaxy’s disk. At 10 o’clock, a smaller dwarf elliptical galaxy forms a fuzzy, yellow blob. Hubble’s sharp vision distinguishes about 200 million stars within the image.]

Vid Vintergatan centrum har forskare upptäckt ett förbryllande fenomen som kan peka mot en helt ny typ av mörk materia. En ny studie publicerad i Physical Review Letters föreslår att oförklarade kemiska reaktioner i galaxens centrala molekylära zon (CMZ) kan vara resultatet av en lättare form av mörk materia än vad nuvarande teorier förutspår.

Det mystiska fenomenet

I Vintergatans centrum finns enorma moln av positivt laddad vätgas, något som länge förbryllat forskare eftersom gasen normalt sett borde vara neutral5. Frågan är: vad tillför tillräckligt med energi för att slå ut de negativt laddade elektronerna från väteatomerna?3

Energisignaturer från denna del av galaxen tyder på en konstant, aktiv energikälla som joniserar vätet, och enligt nya data kan detta komma från en mycket lättare form av mörk materia än vad nuvarande modeller överväger6.

En ny kandidat för mörk materia

Den rådande teorin om mörk materia har länge varit att den består av så kallade WIMP-partiklar (Weakly Interacting Massive Particles). Men den nya studien föreslår en alternativ förklaring:

Mycket lättare mörk materia-partiklar kolliderar med varandra i en process kallad ”annihilation”8
Dessa kollisioner producerar laddade partiklar som elektroner och positroner7
De nyproducerade laddade partiklarna joniserar sedan vätgasen i galaxens centrum11

Dr. Shyam Balaji från King’s College London, en av studiens huvudförfattare, förklarar: ”Energisignaturerna som strålar från denna del av vår galax tyder på att det finns en konstant, virvlande energikälla som gör just detta, och våra data säger att det kan komma från en mycket lättare form av mörk materia än vad nuvarande modeller överväger.”3

Varför tidigare förklaringar inte räcker till

Tidigare försök att förklara joniseringsprocessen har förlitat sig på kosmisk strålning – snabba och energirika partiklar som färdas genom universum. Denna förklaring har dock stött på svårigheter:

Energisignaturer från observationer av CMZ verkar inte vara tillräckligt stora för att tillskrivas kosmisk strålning11
Processen verkar inte heller vara möjlig med WIMP-partiklar8
Om kosmisk strålning orsakade joniseringen av gas i CMZ, borde det finnas en åtföljande emission av gammastrålning, vilket saknas i CMZ-studier9

Forskningsteamet drog slutsatsen att energikällan som orsakar annihilationen är långsammare än kosmisk strålning och mindre massiv än en WIMP-partikel11.

Betydelse för vår förståelse av universum

Om denna teori bekräftas skulle det innebära en omvärdering av vår förståelse av mörk materia, som antas utgöra cirka 85% av all materia i universum10. Till skillnad från traditionella metoder för att upptäcka mörk materia genom dess gravitationseffekter, skulle detta innebära att vi upptäcker mörk materia genom att observera dess subtila kemiska effekter på gasen i vår galax9.

Dr. Balaji tillägger: ”Jakten på mörk materia är en av grundläggande vetenskapens viktigaste mål, men många experiment är baserade på jorden. Genom att titta in i centrum av vår Vintergata föreslår vätgasen i CMZ att vi kan vara närmare att identifiera bevis på den möjliga naturen av mörk materia.”11

Denna upptäckt kan potentiellt omforma vår förståelse av mörk materia och erbjuda en ny väg för att studera detta gäckande kosmiska mysterium.

Citations:

Answer from Perplexity: pplx.ai/share

Related Stories

Indikationer på Biologisk Aktivitet Bortom Solsystemet: En Analys av Fynden på Exoplaneten K2-18b

Terraforming Mars: Första steget mot en beboelig planet

Sällsynt stjärna på väg mot explosion bekräftar astronomisk förutsägelse