Тъмната материя е архитект на мащабна космическа структура и двигател зад правилното въртене на галактиките. Това е неизменна част от физиката на нашата Вселена - и въпреки това учените все още не знаят от какво е направена. Последните данни на Планк сочат, че тайнственото вещество представлява 26,2% от Космоса, което го прави близо пет и половина пъти по-разпространено от нормалната, ежедневна материя. Сега четирима европейски изследователи намекнаха, че може да имат откритие на ръцете си: сигнал в рентгенова светлина, който няма известна причина, и може да е доказателство за дълго търсено взаимодействие между частици - а именно унищожаване на тъмно значение.
Когато астрономите искат да изучат обект на нощното небе, като например звезда или галактика, те започват с анализ на неговата светлина по всички дължини на вълната. Това им позволява да визуализират тесни тъмни линии в спектъра на обекта, наречени абсорбционни линии. Линиите на абсорбция се появяват, тъй като съставните елементи на звезда или галактика попиват светлина с определени дължини на вълната, предотвратявайки по-голямата част от фотоните с тези енергии да достигнат Земята. По подобен начин взаимодействащите частици могат също да оставят емисионни линии в спектъра на звезда или галактика, ярки линии, които се създават, когато се излъчват излишни фотони чрез субатомни процеси, като възбуждане и разпад. Разглеждайки внимателно тези емисионни линии, учените обикновено могат да нарисуват здрава картина на физиката, която се случва другаде в Космоса.
Но понякога учените откриват емисионна линия, която е по-озадачаваща. По-рано тази година изследователи от Лабораторията по физика и космология на частиците (LPPC) в Швейцария и университета в Лайден в Холандия идентифицираха излишък от енергия в рентгенова светлина, идваща както от галактиката Андромеда, така и от звездната група Персей: емисионна линия с енергия около 3.5keV. Никой известен процес не може да отчита тази линия; въпреки това, тя съответства на моделите на теоретичното стерилно неутрино - частица, която много учени смятат за основен кандидат за тъмна материя.
Изследователите смятат, че тази странна емисионна линия може да бъде резултат от унищожаване или разпад на тези частици от тъмна материя, процес, който се смята, че освобождава рентгенови фотони. Всъщност сигналът изглеждаше най-силен в най-гъстите райони на Андромеда и Персей и все по-дифузно далеч от центъра, разпределение, което е характерно и за тъмната материя. Освен това сигналът отсъства от наблюденията на екипа за дълбоко, празно пространство, което предполага, че е истински, а не само инструментален артефакт.
При предварително отпечатване на докладите си изследователите внимателно подчертават, че самият сигнал е слаб по научни стандарти. Тоест, те могат да бъдат само 99,994% сигурни, че това е истински резултат, а не просто грубо статистическо колебание, ниво на увереност, което е известно като 4σ, (Златният стандарт за откритие в науката е 5σ: резултат, който може да бъде обявен за "истински" с 99,9999% увереност) Други учени не са толкова сигурни, че тъмната материя е толкова добро обяснение в края на краищата. Според прогнозите, направени въз основа на измервания на гората Лиман-алфа - тоест спектралната схема на поглъщане на водород и излъчване на фотони в много далечни, много стари газови облаци - всяка частица, която се смята за тъмна материя, трябва да има енергия над 10keV - повече от два пъти енергията на този най-нов сигнал.
Както винаги, изучаването на космологията е изпълнено с мистерии. Независимо дали тази конкретна емисионна линия се оказва доказателство за стерилно неутрино (и следователно за тъмна материя), или не, изглежда е сигнал за някакъв физически процес, който учените все още не разбират. Ако бъдещите наблюдения могат да увеличат сигурността на това откритие до 5-теσниво, астрофизиците ще имат още едно явление за отчитане - вълнуваща перспектива, независимо от крайния резултат.
Изследванията на екипа бяха приети в писма за физически преглед и ще бъдат публикувани в предстоящ брой.
