Wszystkie pomiary wskazują na to, że nieuchwytna jak dotąd ciemna materia stanowi aż 85 proc. całej materii we wszechświecie. Jak dotąd jednak udało się potwierdzić jej istnienie, badając jej wpływ grawitacyjny na materię widzialną. Problem w tym, że nadal nie wiemy, czym tak naprawdę jest ciemna materia i z jakich cząstek się składa. Próba ich odkrycia jest jednym z największych wyzwań stojących przed światem nauki.
Powszechnie przyjmuje się, że ciemna materia składa się z cząstek WIMP, które nie wchodzą w interakcje z cząstkami materii widzialnej, ani z promieniowaniem elektromagnetycznym. Dopóki jednak nie udało się tego potwierdzić eksperymentalnie, warto być otwartym na nowe pomysły. Tak się składa, że zespół naukowców właśnie zaproponował zupełnie nową kandydatkę na cząstkę ciemnej materii. Co więcej, gdyby faktycznie ciemna materia składała się z takich cząstek, byłaby ona w stanie wytłumaczyć zagadkowe wyniki obserwacji centrum naszej galaktyki, Drogi Mlecznej.
Czytaj także: Ciemna materia powstała… PRZED wielkim wybuchem. Jak to możliwe?
Już od kilkudziesięciu lat astronomowie nie są w stanie rozwiązać zagadki gigantycznych obłoków dodatnio naładowanego wodoru w samym centrum naszej galaktyki. Gaz wodorowy co do zasady powinien być elektrycznie obojętny. Skoro jednak wszystkie obserwacje wskazują na to, że mamy tam do czynienia z olbrzymimi obłokami zjonizowanego wodoru, to siłą rzeczy coś musi odpowiadać za tę jonizację, wszak elektrony same z siebie nie odrywają się od atomów. Pomiary wykonywane przez naukowców sugerują, że w centrum galaktyki znajduje się stałe źródło energii, które jest w stanie napędzać proces jonizacji wodoru.
W najnowszym artykule naukowym opublikowanym w periodyku Physical Review Letters badacze wskazują, że za jonizację wodoru może odpowiadać znacznie lżejsza od cząstek WIMP odmiana ciemnej materii.
Naukowcy przekonują, że owe lekkie cząstki ciemnej materii zderzają się ze sobą i w procesie anihilacji wytwarzają nowe naładowane cząstki, które z kolei jonizują gaz wodorowy obserwowany w samym centrum naszej galaktyki.
Należy tutaj zauważyć, że dotychczas naukowcy podejrzewali, że za jonizację gazu odpowiadają promienie kosmiczne. Problem jednak w tym, że promienie kosmiczne nie są na tyle intensywne, aby wyjaśnić w pełni ilość obserwowanego tam zjonizowanego wodoru.
Badacze są przekonani, że za odzieranie atomów wodoru z elektronów nie odpowiadają zatem promienie kosmiczne (bo musiałyby się poruszać wolniej), ani cząstki WIMP (bo są zbyt masywne). Potrzeba tutaj zatem zupełnie nowych cząstek, które mogłyby stanowić budulec ciemnej materii.
Czytaj także: Z czego składa się ciemna materia? Odległa galaktyka daje nam wskazówkę
Poszukiwanie cząstek ciemnej materii to jedno z najtrudniejszych zadań stojących przed przedstawicielami świata nauki. Astronomowie wskazują jednak, że postulowana przez nich wyjątkowo lekka cząstka mogłaby teoretycznie rozwiązać jeszcze jedną istotną zagadkę. W centrum Drogi Mlecznej wykryto także emisję na linii 511 keV w zakresie rentgenowskim, której źródła jak dotąd nie udało się ustalić. Autorzy opisywanej tutaj pracy wskazują, że opisane przez nich hipotetyczne cząstki mogą być faktycznym źródłem tej emisji. Promienie rentgenowskie mogłyby bowiem być emitowane w procesie ich anihilacji i wytwarzania naładowanych cząstek.
Możemy być pewni, że poszukiwania natury ciemnej materii będą trwały jeszcze wiele lat. Warto jednak je kontynuować, jeżeli chcemy kiedyś poznać prawdziwą naturę otaczającego nas wszechświata. Wszak, jak można łudzić się, że badamy wszechświat, skoro ograniczamy się do badania jedynie 15 proc. znajdującej się w nim materii. Tak się po prostu tego zrobić nie da.
