Gama ışınları - evrendeki en parlak, en güçlü ışık - gökyüzünde insan gözüyle görülemeyen bir yelken açar. Bu olağanüstü enerjik radyasyon patlamaları süpernova patlamalarından parlar, çarpışan nötron yıldızlarını kıvılcım çıkarır ve en aç kara deliklerden ortaya çıkar.
Gökbilimciler onları gama ışını teleskoplarıyla yakalayabildiğinde, bu görünmez havai fişekler evrenin en patlayıcı yapılarından bazılarına işaret eder. Şimdi, uluslararası bir araştırmacılar ekibi, bu güçlü ışınların aynı zamanda çok daha tuhaf ve daha zor bir şeye, karanlık madde olarak bilinen görünmez maddeye yol açabileceğini umuyor.
Araştırmacılar, Fiziksel İnceleme Mektupları dergisinde yayınlanmak üzere kabul edilen ve baskı öncesi veritabanı arXiv'de ayrıntılı olarak açıklanan yeni bir çalışmada, araştırmacılar "çözülmemiş gama ışını arka planı" olarak adlandırılan şeye baktılar - yani, tüm zayıf ve gizemli gama ışını kara delikler ve süpernovalar gibi bilinen kaynaklardan sonra kalan sinyaller hesaba katılır. Takım, çözülmemiş gama ışınları haritasını evrenin aynı bölümünde madde yoğunluğu haritasıyla karşılaştırdığında, ışınların karanlık maddenin saklanacağı tahmin edilen kütleçekimsel olarak büyük alanlarla tam olarak hizalandığını keşfettiler.
Araştırmanın ortak yazarı Daniel Gruen'e göre, bu korelasyon karanlık maddenin evrenin zayıf gama ışını arka planından büyük ölçüde sorumlu olabileceğini düşündürmektedir. Bu durumda, gökbilimcilere gizemli maddenin özellikleri hakkında bazı hayati ipuçları verebilir.
California'daki Stanford Üniversitesi'ndeki Enerji Bölümü SLAC Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı'nda bir astrofizikçi olan Gruen Live Science'a, "Karanlık madde radyoaktif bir çekirdek gibi bozularak gamma ışınları üretti." Dedi. "Ya da belki birden fazla karanlık madde parçacığı çarpışıyor, etkileştikçe gama ışınları üretiyor."
Karanlıkta dalgalanmalar
Karanlık maddenin, evrenin kütlesinin yaklaşık% 85'ini oluşturduğu düşünülmektedir, ancak araştırmacılar hala ne olduğu veya nerede olduğu konusunda olumlu değildir. Modern bilimsel enstrümanlar için tamamen görünmez olan şeyler hiçbir zaman başarılı bir şekilde tespit edilmedi.
"Yine de karanlık maddenin bazı özelliklerini biliyoruz," dedi Gruen. "Çok yaygın olduğunu biliyoruz ve kütleçekimsel olarak diğer kütle ile etkileşen bir kütleye sahip olduğunu biliyoruz."
Başka bir deyişle, karanlık madde görünmez olsa da, güçlü yerçekimi sayesinde evren üzerinde görünür bir etki yapar. Bu etkilerden biri yerçekimi merceği olarak bilinir - esas olarak, uzak galaksilerden gelen ışığın Dünya'ya doğru ilerlediği devasa nesnelerin yerçekimi ile nasıl çarpılacağı.
Yeni çalışma için araştırmacılar, Karanlık Enerji Araştırması (DES) adlı bir proje tarafından derlenen, evrenin belirli bir kısmında yerçekimi merceklerinin bir haritasına baktılar. Şili'deki dev bir teleskopa monte edilen anketin özel kamerası, bir yıl boyunca yüzlerce milyon galaksinin yüksek çözünürlüklü görüntülerini çekerek, uzak ışığın yoğun yerçekimi cepleriyle en çok şekilsizleşmesine odaklandı. Ortaya çıkan haritadaki en büyük bölgelerden bazıları bilinen galaksilere karşılık gelirken, diğer ağır cepler muhtemelen karanlık maddenin işyerindeki gizli etkisini gösteriyor, dedi Gruen.
Bu etkinin nasıl görünebileceğini daha iyi anlamak için, araştırmacılar bu kitle haritasını NASA'nın Fermi gama ışını teleskopu tarafından son dokuz yılda aynı bölgede tespit edilen bir gama ışını emisyonları haritası ile karşılaştırdı. Matematiksel bir model kullanarak, ekip, enerji çıktıları, mesafeleri ve diğer çeşitli faktörlere bağlı olarak kara delikler ve süpernovalar gibi "sıradan" kaynaklara kesin olarak bağlanabilecek tüm radyasyonu kaldırdı.
Şimdi, sadece gizemli "çözülmemiş" gama ışını kaynaklarından ayrılan ekip her iki haritayı da karşılaştırdı. Yüksek gama ışını radyasyonu bölgeleri ve çok fazla kütle olan bölgeler arasında net bir çakışma gördüler.
Gruen, "Bu, çok fazla gama ışınının olduğu yerlerde de çok fazla karanlık madde olduğundan emin olduğumuz ilk çalışma." Dedi.
Karanlık madde gerçekten gama ışınları yayıyorsa, bu, nasıl algılandığını ve gerçekte neyden yapıldığını ciddi şekilde daraltabilir. Bununla birlikte, Fermi haritasındaki zayıf gama ışını arka planının karanlık madde ile ilgisi yoktur, dedi Gruen. Araştırmacıların bu "sıradan" gama ışını emisyonu kaynaklarını (kara delikler gibi) ayıklamak için kullandıkları matematiksel model, bu nesnelerin özellikleri hakkında bazı varsayımlara dayanmaktadır.Bu varsayımlar yanlışsa, uzak kara delikler sorumlu olabilir gizemli gama ışını arka planının araştırmacıların açıkladığından çok daha fazlası.
"Belki bu model eksik ve belki de aslında bu gama ışını yayan kara delikler hakkında bir şeyler öğreniyoruz," dedi Gruen. "Belki de, bu kara delikler düşündüğümüzden daha büyük gökadalarda yaşıyor."
Hem gama ışınları hem de yerçekimi merceği hakkında daha fazla veri, ekibin modellerini geliştirmesine ve evren haritalarını daha iyi yorumlamasına yardımcı olacaktır. Çalışmanın sonucundan bu yana DES, evrenin kütle dağılımı hakkında altı kat daha fazla bilgi topladı ve FERMI uydusu, gama ışını patlamalarını izleyen birçok teleskoptan biri olmaya devam ediyor. Gruen, önümüzdeki birkaç yıl içinde daha net sonuçlar gösteren bir takip çalışmasının takip edilmesi gerektiğini söyledi.
