Amerykańscy astronomowie odkryli, że tajemnicze promieniowanie gamma emanujące z centrum Galaktyki nie jest związane z rozpadem ciemnej materii, ale z kilkuset pulsarami. Jest to określone w artykule przesłanym do publikacji w Astrophysical Journal.
„Nasze obserwacje pokazują, że ciemna materia nie jest potrzebna do wyjaśnienia, dlaczego widzimy nadmiar promieniowania gamma emanującego ze środka naszej Galaktyki. Znaleźliśmy dużą populację pulsarów w regionach otaczających centrum Drogi Mlecznej, co skłoniło nas do nowego spojrzenia na historię jej powstawania”- mówi Mattia Di Mauro z Uniwersytetu Stanforda (USA).
Od kilku lat Di Mauro i inni naukowcy ze współpracy Fermiego badają jedną z najważniejszych tajemnic Galaktyki - dlaczego jej środkowa część wytwarza zauważalnie więcej promieniowania gamma w wysokoenergetycznej części widma, niż przewidują obliczenia oparte na gęstości rozkładu gwiazd i aktywności w centrum czerni dziury.
Zjawisko to, odkryte przez teleskop Fermiego w 2009 roku, doprowadziło wielu naukowców do przekonania, że nadmiar promieniowania gamma jest konsekwencją rozpadu cząstek ciemnej materii w centrum Drogi Mlecznej. Dlatego astrofizycy i kosmolodzy nieustannie monitorują centralną część Galaktyki, próbując potwierdzić lub zaprzeczyć temu poglądowi, a także szukają podobnych śladów promieniowania gamma w rdzeniach innych galaktyk.
Z punktu widzenia astrofizyki, aby to obalić, konieczne jest wykazanie, że fotony gamma z centrum Drogi Mlecznej lecą w naszą stronę z punktowych źródeł światła, którymi mogą być pulsary lub inne zwarte obiekty. Jeśli są generowane przez rozkładające się cząsteczki ciemnej materii, nadmiar promieniowania zostanie równomiernie rozłożony na niebie.
Di Mauro i inni astronomowie pracujący z Fermim byli bliscy rozwiązania tajemnicy gamma Drogi Mlecznej, po znalezieniu około czterystu pulsarów emitujących w zakresie gamma na zdjęciach centrum galaktyki. Kluczem do odkrycia były nowe algorytmy poprawiające jakość obrazu, dzięki którym naukowcy po raz pierwszy mogli „zobaczyć” punktowe źródła blasku pulsara.
Jak zauważył Di Mauro, pulsary różnią się od innych źródeł promieniowania gamma (supernowych, aktywnych jąder galaktyk i zjonizowanego gazu) tym, że struktura widma ich promieniowania jest silnie zależna od tego, gdzie znajduje się szczyt jarzenia w zakresie gamma.
Kierując się tym pomysłem, naukowcy przeanalizowali najnowsze obrazy centrum galaktyki, uzyskane za pomocą instrumentu LAT na pokładzie Fermiego i znaleźli około czterystu pulsarów na obrzeżach rdzenia Drogi Mlecznej. Astronomowie są w stu procentach pewni istnienia 66 z nich. W sumie, jak pokazują obliczenia di Mauro i jego współpracowników, w centrum Galaktyki może znajdować się około 1300 pulsarów, których promieniowanie gamma wystarczy do wyjaśnienia anomalii odkrytej przez Fermiego prawie dziesięć lat temu.
Film promocyjny:
Jak zauważa naukowiec, odkrycie tak dużej liczby pulsarów gamma było względnym zaskoczeniem dla jego zespołu. Pulsary - pozostałości dawno martwych gwiazd, które wyczerpały swoje rezerwy wodoru i helu - żyją w tym stanie przez stosunkowo krótki czas według kosmicznych standardów, około pięciu do dziesięciu milionów lat.
Z drugiej strony centrum galaktyki jest jedną z najstarszych części Drogi Mlecznej i jest bardzo mało prawdopodobne, aby wszystkie te pulsary powstały w ciągu ostatnich 10 milionów lat. To, według Di Mauro, sugeruje, że większość pulsarów gamma nie żyje tam samotnie, ale w towarzystwie innej gwiazdy, której materię okresowo kradną, aby się „wirować”.
Czy to oznacza, że ciemna materia nie istnieje? Jak podkreśla Di Mauro, odkrycie mówi tylko, że cząsteczki ciemnej materii nie rozpadają się w centrach galaktyk i zachowują się inaczej niż wcześniej sądzono. W najbliższej przyszłości zespół Fermi planuje przeprowadzić bardziej szczegółowe obserwacje tych pulsarów za pomocą naziemnych radioteleskopów, które mogą uchwycić ich pulsacje i ostatecznie udowodnić, że ciemna materia nie jest winna nadmiaru promieni gamma.