Kaksi uutta löytöä tarjoavat uusia keinoja pimeän aineen jäljittämiseen

Kaksi tässä kuussa raportoitua erillistä löytöä tarjoavat tähtitieteilijöille uusia lähestymistapoja yhteen maailmankaikkeuden suurimmista arvoituksista: pimeän aineen olemukseen. Tämä näkymätön aine muodostaa noin 85 prosenttia kaikesta maailmankaikkeuden aineesta, mutta sitä ei ole koskaan havaittu suoraan.

Tähtien virta Linnunradan ulkopuolella

Kansainvälinen tutkijaryhmä on tunnistanut ensimmäisen tunnetun Linnunradan ulkopuolisen pallomaisen tähtijoukon tähtivirran. Kyseessä on kapea tähtien nauha, joka kiertää noin 115 miljoonan valovuoden päässä Maasta sijaitsevaa ultradiffuusia UGC 9050-Dw1 -galaksia. Nature-lehdessä 12. elokuuta julkaistu löytö tarjoaa uuden työkalun pimeän aineen jäljittämiseen kaukaisissa galakseissa.scitechdaily+2

Tähtivirtoja syntyy, kun galaksin painovoima repii vähitellen tähtiä sitä kiertävästä pallomaisesta tähtijoukosta. Karanneet tähdet venyvät kapeiksi vanoiksi, jotka säilyttävät tietoa niiden läpikäymästä painovoimakentästä, mukaan lukien näkymättömän massan vetovoimasta. Vaikka Linnunradassa on kymmeniä tällaisia virtoja, sellaisen havaitseminen toisessa galaksissa on ollut huomattavasti vaikeampaa niiden äärimmäisen himmeyden vuoksi.universetoday+1

"Mallintamalla tuota painovoimaa voimme arvioida galaksin kokonaismassan. Tiedämme jo suunnilleen, kuinka suuri osa tuosta massasta on peräisin näkyvästä aineesta, kuten tähdistä, joten lopun täytyy olla pimeää ainetta", sanoi tutkimuksen kirjoittajiin kuuluva Tjitske Starkenburg Northwestern-yliopistosta.scitechdaily+1

Galaksin poikkeuksellisen harva tähtitiheys teki tähtivirrasta näkyvän pimeää taustaa vasten. Kööpenhaminan yliopiston Julie Kiel Holmin ja Tanskan teknillisen yliopiston Sarah Pearsonin johtama ryhmä ajoi tuhansia simulaatioita, jotka tukivat mallia, jossa galaksi on hautautunut massiiviseen pimeän aineen haloon.nature+1

Gammasäteilypiikki galaksijoukoissa

Toisessa tutkimuksessa kiinalaisen Guangxin yliopiston Yun-Feng Liangin johtama ryhmä raportoi poikkeuksellisesta gammasäteilyn viivasignaalista, joka havaittiin NASAn Fermi-avaruusteleskoopin 15,5 vuoden aikana keräämästä datasta. Ryhmä analysoi Neitsyen, Sulatusuunin ja Käärmeenkantajan galaksijoukkoja. Physical Review Letters -lehdessä julkaistu signaali muistuttaa sitä, mitä jotkut teoriat ennustavat tapahtuvan, kun pimeän aineen hiukkaset annihiloivat toisensa.newscientist+1

Tutkijat arvioivat, että todennäköisyys signaalin olemiselle pelkkää kohinaa on alle yksi kymmenestätuhannesta. Löytö on kuitenkin vielä alustava: signaali näkyy kaukaisissa galaksijoukoissa, mutta ei Linnunradan keskustan lähellä, missä pimeän aineen pitäisi myös olla tiheää.newscientist

"Se, että signaali loistaa kaukaisissa galaksijoukoissa mutta pysyy hiljaa omalla takapihallamme, on erittäin eriskummallista", Liang sanoi. "Jos tämä on todella peräisin pimeästä aineesta, se viittaa siihen, että hiukkasten on vuorovaikutettava paljon monimutkaisemmalla tavalla kuin perinteiset teoriat ennustavat."newscientist

Katse tulevaisuuteen

Molemmat löydöt viitoittavat tietä tulevaisuuteen, jota muovaavat uuden sukupolven teleskoopit. NASAn Nancy Grace Roman -avaruusteleskooppi, jonka näkökenttä on sata kertaa Hubblea laajempi, voi paljastaa paljon enemmän tähtivirtoja lähigalakseissa. Suunnitellut gammasäteilyobservatoriot puolestaan voivat vahvistaa tai kumota havaitun spektriviivasignaalin. Toistaiseksi löydöt korostavat sitä, kuinka suuri osa pimeästä aineesta on edelleen piilossa, ja kuinka uusia menetelmiä sen etsimiseksi kehitetään jatkuvasti.scitechdaily+1