Novo istraživanje ne isključuje da misteriozni gama-sjaj iz centra Mlečnog Puta potiče od anihilirajuće tamne materije. Naučnici su koristili mašinsko učenje obučeno na preko milion simulacija i utvrdili da bi pulsara moralo biti više od 35.000 da bi u potpunosti objasnili signal — mnogo više nego što su ranije procene navodile. To znači da su emisije od veoma slabih, brojnih tačkastih izvora gotovo nedistinktivne od očekivane emisije tamne materije, pa je prerano za konačan zaključak.
Misteriozni gama-sjaj iz centra Mlečnog Puta: Može li tamna materija biti kriva?
Credit: Robert Lea (created with Canva)
Jedna od najupornijih misterija u astronomiji nije razrešena: misteriozni sferni sjaj gama-zraka iz centra naše galaksije, poznat kao Galaktički Centar Excess (GCE), i dalje zbunjuje naučnike. Novo istraživanje ne isključuje mogućnost da su krivci čestice samopropadajuće (self-annihilating) tamne materije — model u kojem se čestice tamne materije međusobno anihilišu i oslobađaju gama-zrake.
Tamna materija predstavlja oko 85% ukupne materije u univerzumu i ne interaguje sa svetlom na uobičajen način, zbog čega je nevidljiva direktnim teleskopima. U nekim teorijama čestice tamne materije su svoje sopstvene antičestice: pri sudaru se anihilišu i emituju energiju u obliku gama-zraka. Takva anihilacija je posebno važna tamo gde je tamna materija gustо skoncentrovana, kao u središtu galaksije.
Međutim, interpretacija signala sa Galaktičkog centra je teška jer je to izuzetno svetao i gust region gama-neba, prepun različitih izvora emisije. Ranije studije su predlagale da bi talas GCE mogao nastati od velikog broja nedovoljno razlučenih tačkastih izvora — najverovatnije pulsara (brzo rotirajućih neutronskih zvezda).
Kako su naučnici pristupili problemu
Tim predvođen Florianom Listom i saradnicima upotrebio je metode mašinskog učenja obučene na više od milion simulisanih posmatranja gama-zraka kako bi razlikovao potencijalne tačkaste izvore od diffuse emisije očekivane od anihilirajuće tamne materije. Takav pristup omogućava testiranje velikog broja scenarija i kvantifikovanje koliko bi svetli i brojni morali biti izvori (npr. pulsari) da objasne signal.
Glavni nalazi
Novo istraživanje pokazuje da bi, ukoliko je GCE posledica tačkastih izvora poput pulsara, oni morali biti izuzetno slabi i brojni — daleko brojniji nego što su ranije procene sugerisale. Ranije analize su naglašavale da bi nekoliko stotina pulsara moglo biti dovoljno, dok nova studija ukazuje da bi u centru Mlečnog puta moralo postojati više od 35.000 takvih objekata da bi oni u potpunosti objasnili opaženi signal.
"Naša nova analiza pokazuje da bi izvori morali biti toliko slabi da bi bili gotovo nedistinktni od emisije koja se očekuje od anihilirajuće tamne materije," rekao je Nick Rodd iz Lawrence Berkeley National Laboratory.
To znači da, umesto da potpuno eliminiše tamnu materiju kao objašnjenje, studija zapravo ostavlja ovu mogućnost otvorenom: razlika između slabe populacije pulsara i signala od tamne materije može biti veoma mala i teška za razlučivanje ćе se daljim posmatranjima i analizama.
Autori naglašavaju oprez: njihov rad ne dokazuje da je tamna materija uzrok GCE, već pokazuje da nije još vreme za isključivanje te hipoteze. Studija je objavljena 5. februara u časopisu Physical Review Letters.
Šta sledi? Potrebna su dodatna posmatranja viših rezolucija, bolje modelovanje emisije pozadinske gama-svetlosti i unapređene metode za razdvajanje tačkastih i difuznih komponenti. Samo kombinacija novih podataka i naprednih analiza može konačno rasvetliti poreklo Galaktičkog Centar Excess-a.
Pomozite nam da budemo bolji.
