Pozadinsko gama zračenje (žuto) se poklapa sa kosmičkim regionima koji sadrže više materije (crveno). (DES). (Daniel Gruen / SLAC / Stanford, Chihvai Chang / Universiti of Chicago, Alek Drlica-Vagner / Fermilab)

Astrofizičari su došli korak bliže razumevanju porekla slabog sjaja gama zraka na nebu. Analize ukazuju da je ovo svetlo sjajnije u regionima koji sadrže više materije i prigušenije tamo gde materije ima manje. Sada je prvi put otkrivena ova korelacija koja može da se koristi za razumevanje uzroka pozadinskih gama zraka.

Sjaj neobjašnjenih pozadinskih gama zraka potiče iz dalekih i bledih izvora koji se ne mogu pojedinačno identifikovati. Činjenica, da se lokacije odakle potiču gama zraci podudaraju sa mestima velike mase u dalekom svemiru mogla bi da bude ključna za identifikovanje tih izvora.

Studija je koristila podatke jednogodišnjeg istraživanja tamne energije Dark Energy Survey (DES), koja koristi optičke slike neba, i podatke prikupljane devet godina sa Svemirskog gama teleskopa Fermi.

Gama zračenje je najenergičniji oblik svetlosti. Nastaje u širokom rasponu kosmičkih pojava, često izuzetno nasilnih, kao što su: eksplozije zvezda, neutronske zvezde, aktivne galaksije.

Jedan od izvora gama zraka su blazari, aktivne galaksije sa supermasivnim crnim rupama u svom centru koje gutaju okolnu materiju i isijavaju mlazeve plazme i gama zraka. Ove mlazeve vidi svemirska opservatorija Fermi kada su oni usmereni prema nama.

Blazari su najjednostavnija pretpostavka, ali novi podaci ukazuju da njihova populacija nije dovoljna da se objasni uočena povezanost gama zraka sa distribucijom mase.

Kada se izuzmu poznati izvori, karta neba i dalje sadrži pozadinske gama zrake čiji sjaj varira od regiona do regiona.

Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory)

Drugi potencijalni izvor je hipotetička nevidljiva tamna materija za koju se veruje da čini 85% univerzuma. Ona bi mogla proizvesti gama zrake kada se čestice tamne materije susreću, urušavaju jedna u drugu i anihiliraju. 

Vodeća teorija predviđa da slabo interaktivne čestice tamne materije, VIMP-ovi, u međusobnom sudaru anihiliraju i stvaraju gama zrake. Gama zraci iz određenih kosmičkih regiona bogatih materijom bi mogli da potiču iz interakcija tih čestica.

Potpisi gama zraka nastalih od uništenih VIMP-ova traženi su na raznim lokacijama za koje se veruje da sadrže tamnu materiju, uključujući centar Mlečnog puta i patuljaste galaksije koje orbitiraju okolo. Ove pretrage još nisu našle prepoznatljive signale tamne materije.

Iako je verovatnoća da je izmerena korelacija samo slučajni efekat, oko jedan prema hiljadu, istraživačima je potrebno više podataka za konačnu analizu.

Ovi rezultati, po prvi put povezuju mape gama zraka, materije i tamne materije i puni su potencijala, ali trenutno je veza još uvek nedovoljna.

Jedno od glavnih ograničenja trenutne analize je količina dostupnih podataka o gravitacionim sočivima. Podaci od 40 miliona galaksija nisu dovoljni. Kada kroz objektive teleskopa prođu podaci milijardu galaksija, iz mnogo većeg nebeskog regiona podaci će biti pouzdaniji.

Studija pokazuje da korelacija distribucije materije i gama zraka može da se koristi  kako bi se saznalo više o tome šta izaziva pozadinu gama zraka. Sa više podataka sa DES, LSST i drugih projekata poput budućeg Svemirskog teleskopa Euclid, produbiće se razumevanje potencijalnih izvora.

Tek tada bi moglo da se utvrdi da li ovaj sjaj gama zraka potiče od samouništenja tamne materije. Biće to i dokaz postojanja tamne materije.

Izvor: SLAC National accelerator laboratory

SVE JE FIZIKA Miša Bracić