☰
HOME SPAȚIU

„Inima” întunecată a Căii Lactee ar putea fi pătrățoasă – noua simulare care schimbă jocul pentru materia întunecată

Cho Yee-Jun

There is a lot to love about astronomy, and — in time for Valentine's Day — photographer Julien Girard offers a "heartfelt” example in this image. A bright pink symbol of love appears to float ethereally against the backdrop of the night sky over ESO's Paranal Observatory in northern Chile. Girard drew the heart in the air by shining a tiny flashlight keychain at the camera during a 25-second exposure with a tripod. The central region of the Milky Way appears in the middle of the heart, as the plane of our galaxy stretches across the image. The stars of the constellation of Corona Australis (The Southern Crown) form a glittering arc of jewels at the top of the heart's left lobe. The diffuse glow to the left of the heart's lowest point is zodiacal light, caused by the scattering of light from the Sun by dust particles in the Solar System. On the far right horizon, the 8.2-metre telescopes of the ESO Very Large Telescope (VLT) facility stand out in silhouette atop Cerro Paranal. The lights of a car driving down from the observatory platform can be seen just to the left of the telescopes. Julien Girard is an ESO astronomer based in Chile, who works at the VLT. He is the instrument scientist for the NACO adaptive optics instrument on the VLT’s Unit Telescope 4. He submitted this photograph to the Your ESO Pictures Flickr group, from where it was picked out as an ESO Picture of the Week. Links This photograph, with annotations, on Julien Girard’s Flickr photostream Julien Girard’s Flickr photostream Your ESO Pictures Flickr group

Astronomii au descoperit că centrul galaxiei noastre ar putea arăta mai degrabă ca o cutie decât ca o sferă perfectă — și această mică „imperfecțiune” ar putea rescrie felul în care înțelegem materia întunecată.

Un nou studiu condus de Moorits Mihkel Muru de la Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP) aduce o surpriză: atunci când Calea Lactee este modelată în detaliu pe computer, materia întunecată din nucleul ei pare să adopte o formă „boxy”, nu sferică. Iar această formă ciudată reușește să explice un mister care îi frământă pe cercetători de peste 15 ani — Excesul Gamma Galactic (GCE) observat de telescopul spațial Fermi-LAT.

Misterul din centrul galaxiei

În 2009, telescopul Fermi Gamma-ray Space Telescope a detectat o lumină neobișnuit de intensă în raze gamma care provenea din centrul Căii Lactee.

Fenomenul, botezat Galactic Center Excess (GCE), părea să depășească ceea ce ar fi putut produce stelele, gazul sau praful cosmic.

Două explicații s-au luptat pentru supremație:

  1. Pulsații milisecundă (MSP) — stele neutronice care se rotesc cu viteze incredibile, emițând jeturi de radiație.
  2. Materia întunecată — particule invizibile numite WIMP (Weakly Interacting Massive Particles), care, prin auto-anihilare, ar genera aceste raze gamma.

Mult timp, pulsarii păreau favoriți. Motivul? Forma „pătrățoasă” a semnalului părea să se potrivească cu distribuția stelelor din centrul galaxiei, nu cu o sferă de materie întunecată.

Simulările care au schimbat perspectiva

Aici intervine noul studiu.

Folosind super-simulările HESTIA (High-Resolution Environment Simulations of The Immediate Area), cercetătorii au construit un „geamăn digital” al Căii Lactee.

Acest model 3D a inclus tot ce știm despre istoria violentă a galaxiei noastre — coliziuni, absorbții de galaxii pitice și formarea barei centrale.

Rezultatul? Materia întunecată nu s-a adunat într-o sferă perfectă, ci a fost „trasă” în forme neregulate, pătrățoase, care urmăresc structura centrală a galaxiei.

Când oamenii de știință au calculat cum ar arăta razele gamma generate de anihilarea WIMP-ilor într-o astfel de distribuție, imaginea obținută s-a potrivit surprinzător de bine cu datele Fermi-LAT.

Cu alte cuvinte: semnalul pe care îl vedeam nu contrazice teoria materiei întunecate — ba chiar o susține.

Pulsați vs. WIMP: scor egal pe tabelă

Până acum, „forma pătrată” a semnalului era considerată dovada că sursa trebuie să fie pulsarii, nu particulele invizibile.

Dar noul studiu a schimbat regula jocului: materia întunecată poate genera același tipar vizual, dacă este distribuită realist, așa cum sugerează simulările cosmologice.

„Nu spunem că materia întunecată e sigur vinovatul”, explică autorul principal Moorits Muru, „dar arătăm că ea poate fi la fel de bună o explicație ca pulsații. Forma semnalului nu mai este un argument împotriva ipotezei WIMP.”

Astfel, disputa care părea aproape închisă se redeschide.

Următoarea piesă a puzzle-ului: telescopul CTA

Pentru a tranșa definitiv enigma, astronomii așteaptă Cherenkov Telescope Array (CTA) — o rețea de telescoape specializate în raze gamma care va fi complet operațională în 2028.

CTA va oferi date mult mai detaliate, capabile să distingă dacă semnalul provine din surse discrete (pulsari) sau dintr-o emisie difuză (materie întunecată).

„Modelele sunt doar ipoteze; datele sunt realitatea”, spun cercetătorii.

Până când CTA va privi cu adevărat în inima galaxiei, misterul rămâne deschis.

De ce contează tot acest „box galactic”?

Centrul Căii Lactee este, literalmente, o zonă de frontieră între știință și necunoscut.

Dacă materia întunecată este cu adevărat sursa razelor gamma, asta ar fi primul indiciu direct al interacțiunilor sale, un pas uriaș în înțelegerea compoziției Universului.

Dacă, în schimb, vinovații sunt pulsații, descoperirea ar consolida cunoștințele despre evoluția stelelor neutronice.

În ambele cazuri, un lucru e sigur: centrul galaxiei noastre este mult mai complex — și mai ciudat — decât ne imaginam.

Citește și

Exit mobile version