Enigma persistentă a materiei întunecate, despre care se crede că reprezintă peste un sfert din masa universului, se apropie de o posibilă rezolvare. Investigații științifice recente, axate pe o emisie difuză de raze gamma provenind din centrul galactic, au prezentat dovezi convingătoare, sugerând că această componentă cosmică invizibilă ar putea să-și dezvăluie în sfârșit secretele prin detectare indirectă.
În timp ce universul este predominant compus din materie obișnuită, reprezentând doar 5% și detectabilă în diverse lungimi de undă ale luminii, substanțialul 27% atribuit materiei întunecate rămâne evaziv. Aceasta nici nu absoarbe, nici nu reflectă, nici nu emite lumină, făcând observația directă imposibilă. O entitate și mai misterioasă, energia întunecată, constituie restul de aproximativ 68%. Oamenii de știință au inferat de mult timp existența materiei întunecate prin influența sa gravitațională semnificativă pe scări cosmologice, dar dovezile definitive au rămas greu de obținut.
O strălucire cerească deține indicii
Focalizarea actuală a cercetării este un exces observat de raze gamma cartografiate de Telescopul Spațial de Raze Gamma Fermi într-o regiune vastă din apropierea nucleului Căii Lactee. Acest fenomen a generat două ipoteze principale pentru originea sa. Prima postulează că razele gamma sunt un produs secundar al coliziunii particulelor de materie întunecată aglomerate în acest mediu galactic dens. Teoria alternativă sugerează că aceste emisiuni provin dintr-o clasă specifică de stele neutronice, cunoscute sub numele de pulsari milisecundari, care sunt rămășițele colapsate ale stelelor masive și emit lumină pe măsură ce se rotesc cu sute de ori pe secundă.
O analiză recentă aprofundată, care a încorporat simulări sofisticate, a evaluat aceste explicații concurente, constatând că sunt la fel de plauzibile. Studiul a demonstrat că razele gamma produse prin anihilarea particulelor de materie întunecată ar genera un semnal indistinguibil de cel detectat de satelitul Fermi. Această constatare sporește semnificativ probabilitatea detectării indirecte a materiei întunecate.
Observațiile viitoare ar putea oferi claritate
„Înțelegerea naturii materiei întunecate care ne impregnează galaxia și întregul univers este una dintre cele mai mari probleme din fizică”, a declarat cosmologul Joseph Silk de la Universitatea Johns Hopkins și Institutul de Astrofizică din Paris/Universitatea Sorbona, coautor al studiului publicat în Physical Review Letters. El a elaborat în continuare: „Rezultatul nostru cheie nou este că materia întunecată se potrivește datelor privind razele gamma cel puțin la fel de bine ca ipoteza rivală a stelelor neutronice. Am crescut șansele ca materia întunecată să fi fost detectată indirect.”
Cercetătorii anticipează că Observatorul Cherenkov Telescope Array, aflat în construcție în Chile și programat să fie cel mai puternic telescop terestru de raze gamma din lume, ar putea oferi în cele din urmă un răspuns definitiv. Așteptat să devină operațional încă din 2026, capabilitățile sale avansate ar putea diferenția originile precise ale acestor emisiuni de raze gamma. Așa cum a explicat astrofizicianul Moorits Mihkel Muru, autorul principal al studiului de la Universitatea din Tartu și Institutul Leibniz pentru Astrofizică Potsdam: „Deoarece materia întunecată nu emite și nu blochează lumina, o putem detecta doar prin efectele sale gravitaționale asupra materiei vizibile. În ciuda deceniilor de căutări, niciun experiment nu a detectat încă direct particule de materie întunecată.”
Excesul de raze gamma a fost detectat în interiorul celor 7.000 de ani-lumină cei mai interiori ai galaxiei, o regiune aflată la aproximativ 26.000 de ani-lumină de Pământ. Razele gamma, posedând cele mai scurte lungimi de undă și cea mai mare energie din spectrul electromagnetic, sunt teoretizate a fi generate atunci când particulele de materie întunecată, despre care se crede că sunt propriile lor antiparticule, se anihilează la coliziune. Se crede că formarea Căii Lactee însăși a implicat colapsul gravitațional al unui nor masiv de materie atât întunecată, cât și obișnuită. În timp ce materia obișnuită s-a răcit și s-a concentrat central, se crede că a atras și o parte din materia întunecată. Această caracteristică unică a materiei întunecate, unde particulele se anihilează complet, o distinge de alte fenomene care pot produce raze gamma energetice. Cu toate acestea, rămâne posibilitatea ca emisiile colective ale numeroși pulsari milisecundari neobservați să poată, de asemenea, să explice această strălucire cerească, o posibilitate pe care satelitul Fermi a coroborat-o ca o explicație potențială pentru astfel de emisiuni regionale.