Teleskop Fermi GST (ang. Gamma-ray Space Telescope) wykrył sygnał pochodzący z centrum sąsiadującej z nami galaktyki, który może świadczyć o obecności ciemnej materii w Andromedzie. Zarejestrowany sygnał w zakresie fal gamma podobny jest do sygnału pochodzącego ze środka Drogi Mlecznej.

Promieniowanie gamma jest najbardziej energetyczną formą promieniowania. Jest ono powszechnie obecne w takich galaktykach jak Droga Mleczna, ponieważ powstaje w wyniku oddziaływania cząsteczek poruszających się z prędkością bliską prędkości światła z obłokami międzygwiezdnymi.

Najnowsze dane z teleskopu Fermi pokazują jednak, że promieniowanie gamma w M31 nie jest rozproszone po całej galaktyce, lecz skupia się w jej środku. Naukowcy, chcąc wyjaśnić to nietypowe rozmieszczenie, sądzą, że promieniowanie jest emitowane przez kilka nieokreślonych źródeł. Jednym z nich może być tajemnicza ciemna materia, która stanowi większość przestrzeni kosmicznej.

„Przypuszczamy, że ciemna materia skupia się w centrach galaktyk, dlatego odkrycie tak kompaktowego sygnału jest dla nas niezwykle ekscytujące” – tłumaczy Pierrick Martin, astrofizyk z Instytutu naukowego we Francji. „Dalsze badania pomogą nam lepiej zrozumieć znaczenie tego promieniowania dla Drogi Mlecznej i samej Andromedy.”

Kolejnym potencjalnym źródłem tej emisji może być duże skupisko pulsarów w centrum galaktyki. Rotujące gwiazdy neutronowe mają masę dwa razy większą niż Słońce i należą do najgęstszych obiektów we Wszechświecie – jedna łyżeczka materii gwiazdy neutronowej ważyłaby kilka miliardów ton. Niektóre pulsary emitują większość swojej energii w zakresie promieniowania gamma. Ze względu na to, że Andromeda oddalona jest od nas o 2,5 milionów lat świetlnych, trudno jest znaleźć pojedyncze pulsary. Aby zbadać, czy to one są źródłem odebranych sygnałów, naukowcy mogą wykorzystać wiedzę zdobytą na podstawie obserwacji gwiazd neutronowych w naszej galaktyce do prowadzenia dalszych obserwacji.

 

Silne promieniowanie gamma w centrum M31 (żółto-biały region) może być wynikiem nieznanych nam procesów zachodzących w sercu galaktyki. Naukowcy sądzą, że jego źródłem jest skupisko pulsarów lub ciemna materia.

 

Skoro Fermi wykryło podobne promieniowanie w obu galaktykach – Drodze Mlecznej i Andromedzie, naukowcy mogą spróbować wyjaśnić kilka zagadek dotyczących tych galaktyk. Przykładowo, M31 wysyła niewielką ilość promieni gamma z wielkiego dysku, gdzie powstaje większość gwiazd, co wskazuje również na mniejszą ilość promieni kosmicznych w tym regionie. Uważa się, że promieniowanie kosmiczne ściśle związane jest z narodzinami gwiazd. Z tego powodu brak promieni gamma w zewnętrznych częściach galaktyki sugeruje, że promienie kosmiczne powstają tam w inny sposób lub potrafią szybciej opuścić galaktykę. Badanie Andromedy może pomóc naukowcom zrozumieć cykl życia promieni kosmicznych i ich związku z procesami gwiazdotwórczymi.

„Jeszcze nie rozumiemy w pełni roli promieniowania kosmicznego w galaktykach i sposobu ich podróżowania przez nie” – opowiada Xian Hou, astrofizyk z Chińskiej Akademii Nauk. „Dzięki obserwacji M31 będziemy mogli zobaczyć jak zachowują się promienie kosmiczne w innych warunkach od tych, które panują w Drodze Mlecznej.

Dzięki podobnym sygnałom z obu galaktyk naukowcy mogą wykorzystać jedną z nich jako model drugiej przy skomplikowanych badaniach. Choć Fermi może prowadzić dokładniejsze obserwacje środka naszej galaktyki, część widoku przesłonięta jest emisją promieniowania z zewnętrznych obszarów dysku. Przy obserwacji Andromedy to zjawisko nie występuje.

„Podobieństwo Drogi Mlecznej do Andromedy pomaga nam w lepszym zrozumieniu naszego otoczenia” – wyjaśnia Regina Caputo z Centrum Lotów Kosmicznych imienia Roberta H. Goddarda. „To jak żyć w świecie bez luster, mając przy sobie bliźniaka, którego można szczegółowo obserwować.

Konieczne jest kontynuowanie badań, aby poznać dokładne źródło tego promieniowania. Odkrycie dokonane przez teleskop jest jednak dobrym punktem wyjścia do dalszych badań, dzięki którym będziemy mogli lepiej zrozumieć galaktyki oraz wciąż nieznaną nam naturę ciemnej materii.

Autor

Laura Meissner
Laura Meissner