Ciemna materia może się rozpraszać tylko wtedy, gdy osiągnie odpowiednią energię – informują naukowcy. Ich pomysł pomaga wyjaśnić, dlaczego galaktyki – od tych najmniejszych po największe – mają kształty takie, jakie mają.
Ciemna materia jest tajemniczą i niepoznaną formą ponad 80% materii we Wszechświecie. Jej natura nie jest znana, ale uważa się, że jest odpowiedzialna za tworzenie się gwiazd i galaktyk poprzez przyciąganie grawitacyjne, które doprowadziło także do powstania Układu Słonecznego.
Astronomowie już odkryli, że ciemna materia nie wydaje się tak bardzo zbierać razem w grupy, jak sugerują to symulacje. Jeżeli grawitacja jest jedyną siłą, która napędza ciemną materię, powinna ona stawać się bardzo gęsta, im bliżej do centrum galaktyki. Jednakże, szczególnie w małych, słabych galaktykach karłowatych, zwanych sferoidalnymi, ciemna materia nie wydaje się być tak gęsta w kierunku centrum, jak tego oczekiwano.
Jeden problem z tą koncepcją polega na tym, że ciemna materia zdaje się gromadzić w większych układach, takich jak gromady galaktyk. Międzynarodowy zespół naukowców opracował wyjaśnienie, które może pomóc rozwiązać tę zagadkę i ujawnić, czym jest ciemna materia.
Według zespołu takim wyjaśnieniem jest rezonans. Jednak naukowcy nie byli przekonani co do tego, że tak prosty pomysł wyjaśniłby poprawnie sprzeczne dane. Z początku byliśmy trochę sceptyczni, że pomysł ten wyjaśni dane obserwacyjne. Ale kiedy spróbowaliśmy, zadziałało! – mówi kolumbijski badacz Camilo Garcia Cely z Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) w Hamburgu.
Zespół uważa, że nie jest przypadkiem, że ciemna materia może trafić dokładnie w odpowiedni ton.
Istnieje wiele innych układów w przyrodzie, w których można obserwować rezonans: w gwiazdach cząsteczki alfa rezonują z berylem, który z kolei rezonuje z węglem, tworząc cegiełki, które dały początek życiu na Ziemi. Podobny proces zachodzi w przypadku cząsteczek subatomowych zwanych phi – mówi Garcia Cely.
Może być to również znak, że nasz świat ma więcej wymiarów, niż widzimy. Jeżeli cząsteczka porusza się w dodatkowych wymiarach, ma energię. Nam, niewidzącym dodatkowych wymiarów, wydaje się, że energia jest faktycznie masą, dzięki równaniu Einsteina E = mc2. Być może niektóre cząsteczki poruszają się dwa razy szybciej niż w dodatkowym wymiarze, dzięki czemu mają masę dwa razy większą niż masa ciemnej materii – wskazuje z kolei chiński fizyk Xiaoyong Chu z Austriackiej Akademii Nauk.
Kolejnym krokiem zespołu będzie znalezienie danych obserwacyjnych, które potwierdzą tę teorię.
Jeżeli mamy rację, to przyszłe i bardziej szczegółowe obserwacje różnych galaktyk ujawnią, że rozpraszanie ciemnej materii w rzeczywistości zależy od jej prędkości – mówi Hitoshi Murayama, autor pracy, prof. Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley oraz Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe Principal Investigator i jednocześnie lider oddzielnej, międzynarodowej grupy, która zamierza wykorzystywać do badań ciemnej materii niedokończony jeszcze Prime Focus Spectrograph. Instrument zostanie zamontowany na teleskopie Subaru na Mauna Kea na Hawajach i będzie zdolny do pomiaru prędkości tysięcy gwiazd w karłowatych galaktykach sferoidalnych.
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Więcej:
Dark Matter May be Hitting the Right Note in Small Galaxies
Źródło: Uniwersytet Tokio
