Dwa zespoły badawcze ogłosiły odkrycie nowej, nieobserwowanej dotychczas linii widmowej 3,5 keV w M31 oraz gromadzie Abell 426.

Zespół pierwszy, kierowany przez Ezrę Bulbula z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, ogłosił odkrycie linii 3,5 keV w 73 gromadach galaktyk (w tym Abell 426). W zasadzie jednocześnie Aleksiej Bojarski kierujący zespołem z Uniwersytetu w Leiden ogłosił odkrycie tej samej linii w M31 i Abell 426. Z racji tego, że fotony o tej energii nie zostały dotąd zaobserwowane w warunkach laboratoryjnych, badacze zgodnie sugerują, że być może za ich emisję jest odpowiedzialna ciemna materia.

Aby wyjaśnić, jak mógłby wyglądać ten proces, niezbędne jest skrótowe przypomnienie podstaw fizyki neutrin i mechaniki kwantowej. Neutrina to osobliwe cząstki elementarne, które niemalże nie reagują z innymi cząstkami: nie oddziałują za pomocą oddziaływań silnych i elektromagnetycznych, zostają zatem oddziaływania słabe i oddziaływania grawitacyjne. W standardowym modelu neutrina mogą mieć trzy stany zapachowe i stąd mówimy o neutrinach elektronowym, mionowym i taonowym. Z powodu selektywnego oddziaływania neutrina są dość trudno wykrywalne (doświadczalnie neutrino elektronowe zaobserwowano dopiero w 1956, 26 lat po przedstawieniu opisu teoretycznego przez Pauliego). Same neutrina długi czas traktowano jako bezmasowe, obecnie jednak eksperymenty wskazują, że posiadają one pewną niewielką masę. Konsekwencją tego jest jednak fakt, że nie możemy traktować ich jako poruszających się z prędkością światła, a zatem powinien wobec nich obowiązywać formalizm dirakowski, czego efektem z kolei jest teoretyczna możliwość istnienia także dotychczas nigdy nie zaobserwowanych prawoskrętnych neutrin i lewoskrętnych antyneutrin – istnieją jednak teorie, że skoro ich do tej pory nie zaobserwowano, te cząstki mogłyby charakteryzować się czymś jeszcze, niż przywróceniem symetrii – mianowicie nieuczestniczeniem także w oddziaływaniach słabych. Stąd też takie hipotetyczne cząstki nazywa się neutrinami sterylnymi.

Skoro neutrina sterylne oddziałują tylko grawitacyjnie, są dość dobrym wyjaśnieniem, czym może być ciemna materia. O ile samej teorii ciemnej materii można nie lubić i równie dobrze szukać ratunku dla modelu standardowego w modyfikowaniu na różne sposoby teorii grawitacji, niektóre prace teoretyczne postulują, że sterylne neutrina mogą posiadać większą masę od zapachowych i mogłyby w związku z tym ulegać rozpadowi na foton i zwyczajne neutrino. A (jak powszechnie wiadomo) fotony jesteśmy w stanie zaobserwować. Co więcej, można się spodziewać, że będziemy mieć do czynienia z charakterystyczną linią widmową (w przedziale kilku do kilkudziesięciu keV) odpowiadającą za to zjawisko.

Zanim będzie jednak można uznać obserwacje obu zespołów za przekonujące, konieczna będzie ich weryfikacja. W innym wypadku historia może skończyć się podobnie, jak swego czasu z tzw. rozbłyskami potasowymi. W szczególności widmo możliwe do uzyskania przy użyciu detektorów zarówno Chandry, jak i XMM-Newton jest stosunkowo niskiej rozdzielczości, do tego dochodzi stosunkowa słabość linii i kwestia metodologii obróbki danych. Również sama linia może być efektem innego procesu (np. przesunięta linia rekombinacji Ar XVII). Jednakże w świetle wyników innych obserwacji, jak choćby gromady 1E 0657-558 czy Abell 222/223, nie sposób nie zauważyć, że być może mamy do czynienia z kolejnym pośrednim dowodem na poprawność koncepcji ciemnej materii.

Autor

Tomasz Banyś

Komentarze

  1. darek104    

    Ciemna — zmienia się w jasną, a jasna w ciemną i tak w kółko

Komentarze są zablokowane.