U SREDIŠTU naše galaksije, Mliječne staze, zrači tajanstveni, difuzni sjaj gama-zraka. Znanstvenici su godinama podijeljeni oko njegova podrijetla - jedni smatraju da ga stvaraju pulsari, dok drugi upiru prstom u tamnu tvar, nevidljivu supstancu koja čini veći dio svemira. Nove simulacije sada bacaju novo svjetlo na ovu zagonetku, piše CNN.

Nove simulacije jačaju teoriju o tamnoj tvari

NASA-in svemirski teleskop Fermi detektirao je ovaj sjaj još 2008. godine, no njegovo je podrijetlo ostalo nepoznato. Teorija o pulsarima, rotirajućim ostacima eksplodiranih zvijezda, činila se vjerojatnijom jer je oblik sjaja odgovarao obliku galaktičke izbočine, guste regije starih zvijezda u središtu Mliječne staze.

Međutim, najnovije simulacije provedene na superračunalima po prvi put pokazuju da bi i sudari čestica tamne tvari mogli stvoriti sjaj identičnog, spljoštenog oblika, što ponovno oživljava ovu teoriju.

"Nalazimo se u situaciji gdje imamo dvije teorije, jedna postulira tamnu materiju i tvrdi da bi mogla objasniti podatke koje vidimo, druga stare zvijezde", izjavio je Joseph Silk, profesor fizike i astronomije na Sveučilištu Johns Hopkins i koautor studije objavljene u časopisu Physical Review Letters. "Po mom mišljenju, u ovom trenutku postoji 50% šanse da je to tamna materija, za razliku od nešto prozaičnijeg objašnjenja starih zvijezda."

Stoljetna potraga za nevidljivom tvari

Dokaz o postojanju tamne tvari bio bi revolucionarno otkriće. Njezino je postojanje prvi teoretizirao švicarski astronom Fritz Zwicky još 1930-ih, a potvrdili su ga američki astronomi Vera Rubin i W. Kent Ford 1970-ih. Primijetili su da se zvijezde na rubovima galaksija kreću prebrzo da bi ih gravitacija vidljive tvari mogla zadržati na okupu, što je upućivalo na postojanje goleme, nevidljive mase. Unatoč desetljećima istraživanja, znanstvenici je nikada nisu izravno opazili.

"Nema sumnje da je priroda tamne materije jedan od izvanrednih, velikih problema u fizici", rekao je Silk. "To je nešto što je posvuda - blizu nas, daleko od nas, a mi jednostavno ne znamo što je to."

Jesu li WIMP-ovi glavni osumnjičenici?

Jedna od vodećih hipoteza jest da se tamna tvar sastoji od još neotkrivenih čestica, takozvanih WIMP-ova (slabo interagirajućih masivnih čestica). Znanstvenici vjeruju da se pri sudaru dvaju WIMP-ova oni međusobno poništavaju i proizvode gama-zrake, što bi objasnilo sjaj u središtu galaksije.

Silkova studija koristila je superračunala kako bi mapirala distribuciju tamne tvari u Mliječnoj stazi. "Problem je bio u tome što svi modeli tamne materije u našoj galaksiji tijekom proteklih 20 godina pretpostavljaju da je ona u osnovi poput sferne kugle", objasnio je Silk.

"Naš doprinos bio je, po prvi put, napraviti stvarnu računalnu simulaciju distribucije tamne materije. I gle čuda, otkrili smo da je središnji dio tamne materije, gdje bi se emitirale gama zrake, zapravo spljošten - više poput jajolikog oblika." Taj oblik gotovo savršeno odgovara podacima koje je prikupio teleskop Fermi.

Potvrda stiže uskoro?

Konačna potvrda možda nije daleko. Novi instrument, Observatorij Cherenkov teleskopske mreže (CTAO), gradi se na lokacijama u Čileu i Španjolskoj, a prve podatke trebao bi poslati već 2027. godine. CTAO će detektirati gama-zrake s mnogo većom rezolucijom od Fermija, što bi moglo definitivno utvrditi jesu li one proizvod sudara tamne tvari.

Tracy Slatyer, profesorica fizike na MIT-u, smatra da studija ponovno otvara mogućnost da tamna tvar objašnjava sjaj, iako ne nudi nove dokaze. Nico Cappelluti sa Sveučilišta u Miamiju ističe kako ovaj rad pokazuje da je "tamna tvar još uvijek itekako u utrci".

"Ta misterija je živa, i to je ona vrsta koja znanstvenike poput mene drži budnima noću", rekao je. "Ovaj rad nas podsjeća da nije vrijeme da WIMP-ove prekrižimo s popisa - možda još uvijek osvjetljavaju središte naše galaksije. A ako je to istina, bliže smo nego ikad otkrivanju temeljne tajne svemira."