O descoperire revoluționară realizată cu ajutorul telescopului spațial Fermi al NASA ar putea marca prima detectare directă a celei mai misterioase substanțe din Univers. Dacă datele se confirmă, omenirea a reușit, în sfârșit, să observe „fantoma” care ține galaxiile laolaltă: materia întunecată.
O echipă de cercetători condusă de profesorul Tomonori Totani de la Universitatea din Tokyo susține că a identificat o semnătură specifică de raze gamma în centrul Căii Lactee, care corespunde exact teoriilor privind comportamentul materiei întunecate. Studiul a fost publicat marți în Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Semnătura invizibilului: Cum a fost detectată?
Materia întunecată este, prin definiție, invizibilă. Ea nu emite, nu absoarbe și nu reflectă lumina, fiind imposibil de observat prin telescoapele convenționale. Totuși, fizicienii au teoretizat o excepție: anihilarea.
Conform teoriei, particulele de materie întunecată – denumite WIMP (Weakly Interacting Massive Particles / Particule Masive cu Interacțiune Slabă) – ar trebui să se anihileze reciproc atunci când se ciocnesc, similar modului în care materia interacționează cu antimateria.
Rezultatul acestei coliziuni ar fi o „ploaie” de particule, inclusiv fotoni de raze gamma. Deși invizibile ochiului uman, aceste raze pot fi detectate de telescoape spațiale ultra-sensibile, precum Fermi.
Profesorul Totani și echipa sa au scanat regiunile Căii Lactee unde se preconizează o concentrație maximă de materie întunecată (centrul galactic) și au găsit exact ceea ce căutau.
„Am detectat raze gamma cu o energie a fotonilor de 20 de giga-electronvolți, extinzându-se într-o structură asemănătoare unui halou spre centrul galaxiei”, a explicat Totani. „Această emisie se potrivește îndeaproape cu forma așteptată a haloului de materie întunecată.”
Mai mult, semnătura energetică a acestor raze corespunde masei prezise a particulelor WIMP (de aproximativ 500 de ori masa unui proton). Cercetătorii susțin că niciun alt fenomen astronomic cunoscut nu poate explica această emisie specifică.
O „fantomă” care cântărește greu
Existența materiei întunecate a fost teoretizată pentru prima dată în 1933 de astronomul Fritz Zwicky, care a observat că galaxiile din roiul Coma se mișcau prea repede pentru a fi ținute laolaltă doar de gravitația materiei vizibile.
Misterul s-a adâncit în anii 1970, când astronoma Vera Rubin a demonstrat că marginile exterioare ale galaxiilor spirale se rotesc la aceeași viteză cu centrul lor – un fenomen imposibil în lipsa unei mase invizibile imense, dispersate într-un halou extins.
Astăzi, știm că tot ceea ce vedem în jurul nostru – stele, planete, oameni – reprezintă doar 15% din materia Universului. Restul de 85% este materie întunecată.
Ce urmează?
Dacă interpretarea echipei japoneze este corectă, implicațiile sunt uriașe.
„Dacă se confirmă, ar fi pentru prima dată când umanitatea a ‘văzut’ materia întunecată. Acest lucru ar însemna că materia întunecată este o particulă nouă, neincluse în actualul Model Standard al fizicii particulelor”, a declarat Totani, subliniind că descoperirea ar reprezenta o dezvoltare majoră în astronomie și fizică.
Totuși, comunitatea științifică rămâne precaută. Validarea finală a acestei descoperiri va necesita acumularea mai multor date pentru a exclude definitiv orice altă sursă astrofizică pentru semnalul detectat. Până atunci, semnalul de 20 GeV rămâne cel mai promițător indiciu că Universul invizibil începe, în sfârșit, să se lase văzut.
Anunț istoric. Cercetătorii au descoperit a cincea forță a naturii, materia întunecată
