Tamna materija je jedna od najvećih misterija nauke. Ne upija, ne reflektuje i ne emituje svetlost, tako da je ne možemo videti. Ali njegovo prisustvo implicirano je gravitacionim efektima koje izgleda ima na galaksije.
Iako tamna materija čini oko 85% kosmosa, naučnici znaju vrlo malo o njenoj fundamentalnoj prirodi.
Teorija ima u izobilju, a istraživanje postdoktorskog kolege sa Univerziteta Klemson Aleksa MekDanijela pruža neka od najstrožih ograničenja prirode tamne materije do sada. Njegovo istraživanje takođe otkriva mali nagoveštaj signala koji bi, ako je stvaran, mogao biti potvrđen negde u sledećoj deceniji.
Rad je objavljen u časopisu Phisical Review D.
„Sa prikupljanjem podataka i novim otkrićima u budućnosti, ovaj mali nagoveštaj bi potencijalno mogao da se pretvori u veoma konkretno otkrivanje modela tamne materije“, rekao je Mekdanijel.
Otkrivanje tamne materije bilo bi revolucionarno.
„Tamna materija je jedna od najvažnijih stvari u astrofizici, a mi o njoj ne znamo gotovo ništa. Njeno otkrivanje biće ogroman napredak“, rekao je Marko Ajelo, vanredni profesor na Klimsonovom odseku za fiziku i astronomiju i MekDanijelov savetnik. „Ko otkrije može dobiti Nobelovu nagradu. Toliko je velika.“
U ovom radu, MekDanijel i saradnici su tražili tamnu materiju u patuljastim galaksijama koja se samouništava u običnu materiju i gama zrake, oblik svetlosti na najvišim energetskim nivoima. Patuljaste galaksije su idealne za proučavanje jer su male, bogate tamnom materijom i uglavnom nemaju druge astrofizičke pojave kao što su gas, prašina i supernova koji bi mogli kontaminirati nalaze.
„Tražimo ih jer nam u idealnom slučaju daju čist signal ili nam omogućavaju da isključimo određene teorije čestica“, rekao je Mekdanijel.
Neki modeli predviđaju da tamna materija ima određenu masu ili poprečni presek, što je verovatnoća da će se određeni događaj desiti usled interakcije čestica. To bi odredilo šta bi istraživači očekivali da vide u gama zracima. Ako to ne vide, mogu da isključe te mase i preseke, rekao je on.
„U ovom radu više isključujemo, govoreći da tamna materija ne može imati te mase ili presek“, rekao je Kris Karvin, bivši postdoktor na Clemsonu i koautor studije. Karvin je sada postdoktorski saradnik u NASA-inom centru za svemirske letove Godard. „Ali u poređenju sa prethodnim studijama, počinjemo da vidimo nagoveštaj nečega što bi moglo biti signal ovih sistema.“
McDanielova studija koristi veće uzorke koji uključuju dodatne otkrivene patuljaste galaksije i veće količine podataka od prethodnih studija. Uključio je oko 50 patuljastih galaksija u svoju studiju, ali je rekao da očekuje da će se taj broj povećati na 150–200 sa novim, moćnijim teleskopima koji će biti dostupni u bliskoj budućnosti.
„Novi teleskopi su u osnovi detektori patuljastih galaksija“, rekao je on. „Projektiramo sa tim poboljšanjima da je moguće da umesto da imamo samo mali nagoveštaj signala, možemo imati nešto što je bona fide detekcija.“
Ajelo je dodao: „Ako je [signal] stvaran, na kraju će biti potvrđen.“
