Мъглявината на китара. Щракнете за уголемяване
Тъй като тя представлява голяма част от Вселената, бихте си помислили, че досега ще знаем какво е тъмната материя. Международен екип от изследователи теоретизира, че тъмната материя може да бъде клас от частици, известни като "стерилни неутрино". Тези частици, образувани точно при Големия взрив, биха могли да обяснят липсващата маса на Вселената и биха имали удобния страничен ефект за ускоряване на ранното образуване на звезди.
Тъмната материя може да е изиграла основна роля в създаването на звезди в самото начало на Вселената. Ако случаят е такъв обаче, тъмната материя трябва да се състои от частици, наречени „стерилни неутрино“. Питър Биерман от Института за радиоастрономия Макс Планк в Бон и Александър Кушенко от Калифорнийския университет в Лос Анджелис показаха, че когато стерилните неутрино се разпадат, той ускорява създаването на молекулен водород. Този процес би могъл да помогне за запалването на първите звезди само около 20 до 100 милиона години след големия взрив. След това първото поколение звезди йонизира газа около тях, около 150 до 400 милиона години след големия взрив. Всичко това дава просто обяснение на някои доста озадачаващи наблюдения относно тъмната материя, неутронните звезди и антиматерията.
Учените откриха, че неутрино има маса чрез експерименти с неутрино осцилация. Това доведе до постулацията, че съществуват "стерилни" неутрино - известни също като десни неутрино. Те не участват в слаби взаимодействия директно, но взаимодействат чрез смесването си с обикновени неутрино. Общият брой на стерилни неутрино във Вселената е неясен. Ако стерилното неутрино има само маса от няколко килоелектронволта (1 keV е милионна част от масата на водороден атом), това би обяснило огромната, липсваща маса във Вселената, понякога наричана „тъмна материя“. Астрофизичните наблюдения подкрепят мнението, че тъмната материя вероятно се състои от тези стерилни неутрино.
Теорията на Бирман и Кусенко хвърля светлина върху редица все още необясними астрономически пъзели. На първо място, по време на големия взрив, масата на неутрино, създадена в Големия взрив, би била равна на необходимото за отчитане на тъмната материя. Второ, тези частици могат да бъдат решение на дългогодишния проблем защо пулсарите се движат толкова бързо.
Пулсарите са неутронни звезди, които се въртят с много голяма скорост. Те са създадени при експлозии на свръхнови и обикновено се изхвърлят в една посока. Експлозията им дава "тласък", като ракетния двигател. Пулсарите могат да имат скорост от стотици километри в секунда - или понякога дори хиляди. Произходът на тези скорости остава неизвестен, но излъчването на стерилни неутрино би обяснило пулсарните ритници.
Мъглявината на китара съдържа много бърз пулсар. Ако тъмната материя е направена от частици, които са реанимирали вселената - както предполагат Биерман и Кусенко - движението на пулсар би могло да създаде тази космическа китара.
Трето, стерилните неутрино могат да помогнат да се обясни липсата на антиматерия във Вселената. В ранната Вселена стерилните неутрино можеха да „откраднат“ това, което се нарича „лептоново число“ от плазмата. В по-късен момент липсата на лептоново число се преобразува в ненулево число на барион. Получената асиметрия между бариони (като протони) и антибариони (като антипротони) може да бъде причината Вселената да няма антиматерия.
„Образуването на централни галактически черни дупки, както и структура на субгалактични скали, благоприятства стерилните неутрино за отчитане на тъмната материя. Консенсусът на няколко косвени доказателства кара човек да вярва, че дълго търсената частица от тъмна материя може наистина да бъде стерилно неутрино “, казва Петер Биерман
Оригинален източник: Обществото на Макс Планк
