První důkazy o temné hmotě
Víme, že miliardy galaxií a hvězd, které vidíme v malém kousku vesmíru, který nám je viditelný, představují pouze 4 % z celkového množství. Zbývajících 96 % tvoří temná energie (72 %) a temná hmota (24 %), které jsou pouze hypotézami, které nám pomáhají vysvětlit, proč vesmír funguje tak, jak funguje.
Nyní však japonský vědec Tomonori Totani tvrdí, že by mohl mít první „hmotné“ indicie o existenci hypotetické temné hmoty. Vědecký výzkum Totaniho, publikovaný v úterý, naznačuje, že po analýze patnácti let dat z teleskopu Fermi objevil vzor gama záření, které by mohlo mít původ v temné hmotě.
Pokud by se to potvrdilo, objev Tomonoriho by představoval první pozorování temné hmoty, která má právě tento název, protože nevydává, neabsorbuje ani neodráží žádné elektromagnetické záření, které bychom mohli zachytit. Ve skutečnosti to, co Totani detekoval, je výsledek její dezintegrační proces, který by teoreticky generoval gama záření, nejenergičtější radiaci ve spektru.
To by mohlo být rozhodujícím krokem k odhalení povahy temné hmoty. Již více než století mluvíme o temné hmotě, ne proto, že bychom ji detekovali, ale proto, že si představujeme, že musí existovat na základě způsobu, jakým se galaxie pohybují, mnohem rychleji, než by jejich viditelná hmota měla umožnit.
Temná hmota, neviditelná substance, by nebyla nic jiného než vysvětlení, které si dáváme – poprvé navržené astrofyzikem Fritzem Zwickym v roce 1933 – abychom se pokusili dát smysl našim pozorováním. Detekce energie, která je emitována při její dezintegraci, nás přiblížila k potvrzení její existence viditelným způsobem.
Proč by gama záření mohlo indikovat temnou hmotu?
Profesor Tomonori Totani, astrofyzik z Tokijské univerzity, odpovědný za tento výzkum, věří, že gama záření pocházející z centra Mléčné dráhy by mohlo mít původ v temné hmotě. Pokud, jak bylo řečeno, temná hmota nevydává žádnou elektromagnetickou radiaci, jak by tedy gama záření mohlo naznačovat její přítomnost?
Přestože vědecká komunita vždy vyžaduje opatrnost a odborníci zdůrazňují, že je ještě dlouhá cesta, jednou z nejvíce konsensuálních teorií o temné hmotě je, že je tvořena slabě interagujícími masivními částicemi (WIMP). Tyto teoretické částice by byly těžší než protony nacházející se uvnitř atomů, které jsou zase tvořeny skupinami kvarků, a interagovaly by velmi slabě s obvyklou hmotou.
Když se WIMPy navzájem srazí, mohou se vzájemně anihilovat a výsledkem tohoto nárazu by byl vznik dalších částic a exploze gama záření. Důsledek této teoretické interakce částic, které by tvořily temnou hmotu, tedy exploze gama záření, je to, co Totani detekoval pomocí teleskopu Fermi, přístroje specializovaného na detekci tohoto typu radiace, která je energetičtější než rentgenové záření.
Sférický vzor, který tyto emise sledují, je dalším argumentem, který Totani uvádí pro vysvětlení jejich možného původu. Detekovali jsme gama záření […] které se rozprostírá v struktury podobné halo směrem k centru Mléčné dráhy, což úzce koresponduje s očekávanou formou halo temné hmoty.
To, že dosud neznáme dostatečně, jak gama záření funguje, a konkrétně z jakých zdrojů může vznikat, vyvolává skepticism, ale jak říká sám Totani, nyní vše závisí na tom, zda ostatní vědci otestují jeho výzkum: „Pokud jsou správné, výsledky by měly velký dopad, takže vědci ze široké komunity pečlivě prověří jejich platnost. […] Důvěřuji svým nálezům, ale doufám, že je zopakují i jiní nezávislí badatelé.“
