Hledání známek temné hmoty mimo její gravitační účinek se ukázalo jako selhání – ale tentokrát je to kontroverzní.
Astronomové nezjistili, že rentgenová záře je produktem jednoho konkrétního kandidáta na temnou hmotu: sterilních neutrin.
Vědci tvrdí, že se jedná o výsledek, který vrhá trochu stínu na tohoto kandidáta jako na vedoucího uchazeče o temnou hmotu, ale zcela jej neodmítá.
Temná hmota je obrovský starý otazník. Ačkoli to nemůžeme detekovat přímo, víme, že existuje, protože má opravdu silný gravitační účinek na hmotu, kterou vidíme.
Například hmota na vnějších okrajích galaxií se pohybuje rychleji, než kdyby byla pod samotným gravitačním vlivem viditelné hmoty. A gravitační čočka – způsob, jakým gravitace ohýbá cestu světla – je také silnější, než očekáváme. Na základě těchto účinků astronomové vypočítali, že 85 procent hmoty ve vesmíru tvoří temná hmota.
Protože to nemůžeme najít, nevíme, co to je. Existuje celá řada hypotetických kandidátů a astronomové se snaží přijít na způsoby, jak je detekovat.
Sterilní neutrino je hypotetická částice. Normální neutrina, nejhojnější částice ve vesmíru, jsou podobná elektronům, ale nemají náboj a mají velmi malou hmotnost, takže sotva interagují s normální hmotou. Fyzici navrhli, že sterilní neutrino vůbec nebude interagovat s normální hmotou, kromě gravitačního.
Ale tato hypotetická neutrina jsou také nestabilní. Měly by se rozpadat na normální neutrina a elektromagnetické záření. A pokud se takto rozpadnou, mělo by být toto záření detekováno. Velmi slabý, ale zjistitelný.
Jak je uvedeno ve studii z roku 2014, byly detekovány slabé rentgenové paprsky ze sterilního rozpadu neutrin ze vzdálených galaxií, záření zvané linie 3,5 keV. Následné studie – jedna v roce 2016 na trpasličí galaxii vzdálené 260 000 světelných let daleko a druhá v roce 2017 na kupě galaxií vzdálených 240 milionů světelných let – však nález nepotvrdily.
Víme, že Mléčná dráha má významnou halo temné hmoty, takže pokud se v ní rozpadnou sterilní neutrina, měla by být detekována kolem galaxie.
Tým provedl metaanalýzu 20 let nezpracovaných archivovaných rentgenových dat o prázdném prostoru kolem Mléčné dráhy, kde by jiné světelné objekty nezasahovaly do hledání známek emisí 3,5 KeV. Nenašli ani jednoho.
“ Tento dokument z roku 2014 a následné práce potvrdily, že signál vyvolal značný zájem o komunity astrofyziky a částicové fyziky kvůli možnosti poprvé se přesně naučit, co je temná hmota na mikroskopické úrovni, “ řekl fyzik Ben Safdie z University of Michigan.
„Naše výsledky neznamenají, že temná hmota není sterilní neutrino, ale znamená to, že – na rozdíl od toho, co bylo uvedeno v roce 2014 – dosud neexistují žádné experimentální důkazy, které by naznačovaly její existenci.“
Výzkum byl publikován v časopise Science.
Zdroje: Foto: Halo temné hmoty galaxie Mléčná dráha. Zosia Rostomian a Nicholas Rodd / Berkeley Lab; a Christopher Dessert a Benjamin Safdi / University of Michigan
