Teleskop Fermi ujawni jasną stronę ciemnej materii?

Potwierdzenie obecności ciemnej materii sprowadza się prawdopodobnie do odnalezienia nowej cząstki subatomowej. W tym przypadku problemem jest jej wykrycie, ponieważ nie emituje i nie odbija ona promieniowania elektromagnetycznego. Jedynym zjawiskiem, które można wykorzystać do tego celu jest efekt grawitacyjny.

Niedawne prace oparte na danych uzyskanych z teleskopu Fermi mogą być pierwszym etapem w badaniu natury ciemnej materii. Teleskop działa od trzech lat i dokonuje systematycznych skanów przestrzeni kosmicznej w zakresie promieniowania gamma. Satelita został wyniesiony rakietą Delta II na orbitę okołoziemską o nachyleniu 25,6° oraz wysokości ok. 550 km. Projekt powstał przy współpracy takich krajów, jak Stany Zjednoczone, Francja, Niemcy, Włochy, Japonia czy Szwecja. Fermi zarejestrował nadwyżkę energii, która nie jest możliwa do wytłumaczenia bez ujęcia w obliczeniach ciemnej materii. Jedynym rozsądnym wyjaśnieniem zaobserwowanej nadwyżki jest anihilacja cząstek ciemnej materii.

Po przeanalizowaniu danych okazało się, że nie są one zgodne z oczekiwanymi sygnałami opieranymi na teorii Słabo Oddziałujących Masywnych Cząstek (ang. Weakly Interacting Massive Particles, WIMPs). Owe hipotetyczne cząstki, z jednej strony bardzo słabo oddziaływają z materią, a z drugiej strony posiadają silne pole grawitacyjne, mają być jednym z głównych składników ciemnej materii.

Naukowcy zbadali promieniowanie gamma w zakresie od 200 milionów do 100 miliardów eV. Wyniki pokazują, że WIMP ze specyficzną masą i promieniowaniem gamma nie mogą być jednak ciemną materią. Ten rodzaj energii jest emitowany zazwyczaj przez karłowatą galaktykę sferoidalną, która jest również satelitą naszej galaktyki. Galaktyki sferoidalne są najprawdopodobniej obiektami posiadającymi największy stosunek ilości ciemnej materii do gwiazd z pośród wszystkich galaktyk.

Źródło informacji (NASA)

Piotr Lewkowicz