
Kuvitus Wikimedia
Tutkijaryhmä ehdottaa uutta suuntausta: kevyt muoto pimeää ainetta, joka kykenee itsensä tuhoamiseen ja vapauttamaan varattuja hiukkasia. Nämä hiukkaset ionisoisivat kaasua Linnunradan Keskusmolekyylialueella (ZMC), selittäen näin aiemmin selittämättömiä havaintoja. Tämä hypoteesi avaa uuden tien ymmärtää yhden modernin fysiikan suurimmista mysteereistä.
Kevyempi pimeä aine kuin odotettiin
Perinteinen pimeä aine, joka usein liitetään massiivisiin hiukkasiin kuten "WIMP:iin", ei välttämättä ole ainoa ehdokas. Tutkijat tutkivat nyt kevyempää hiukkasta, jonka massa olisi pienempi kuin protonin. Kun kaksi tällaista hiukkasta törmää, ne tuhoutuvat tuottaen elektroneja ja positroneja.
Nämä varatut hiukkaset vuorovaikuttaisivat sitten ympäröivän kaasun kanssa, ionisoiden vetyatomit. Tämä prosessi selittäisi ionisoidun kaasun runsaan läsnäolon ZMC:ssä, joka on tiheä ja myrskyinen alue Linnunradan sydämessä. Toisin kuin kosmiset säteet, joita usein käytetään ionisaation selittämiseen, tämä uusi pimeän aineen muoto ei vaadi ultra-energiatason hiukkasia.
Tämä hypoteesi on erityisen kiehtova, koska se sopii nykyisiin havaintoihin ilman ristiriitoja astrofysikaalisten rajoitusten kanssa. Esimerkiksi mallit ennustavat, että tämä kevyt pimeä aine ei tuottaisi liiallisia gamma-säteitä, mikä vastaa ZMC:ssä kerättyjä tietoja. Lisäksi tämä teoria voisi myös selittää muita ilmiöitä, kuten X-säteiden emittoimista, joka on havaittu tällä alueella.
Tämä lähestymistapa avaa uuden tien pimeän aineen havaitsemiseen, ei vain sen gravitaatioefektien kautta, vaan myös sen kemiallisten vuorovaikutusten kautta tähtienvälisessä ympäristössä. Jos tämä hypoteesi vahvistuu, se voisi mullistaa ymmärryksemme tästä käsittämättömästä aineesta ja sen roolista galaksien kehityksessä.
Uudenlainen kemiallinen allekirjoitus
Hypoteesi kevyestä ja itsensä tuhoavasta pimeästä aineesta voisi myös selittää muita ilmiöitä, joita on havaittu ZMC:ssä. Esimerkiksi X-säteiden emittoiminen, jota kutsutaan "511-keV emission line" -ilmiöksi, voisi liittyä positroniumin muodostumiseen, joka on tila, jossa elektroni ja positroni ovat sidoksissa toisiinsa perinteisen elektron-protonin sijaan. Tämä kirkas allekirjoitus vastaisi pimeän aineen tuhoamisen tuottamia varattuja hiukkasia.Lisäksi voimakkaan gamma-emission puuttuminen, joka yleensä liittyy kosmisiin säteisiin, vahvistaa ajatusta siitä, että ionisaation lähde on hitaampi ja vähemmän energinen. Tämä johdonmukaisuus havaintojen ja teoreettisten ennusteiden välillä tekee tästä hypoteesista erityisen lupaavan. Tutkijat korostavat, että kevyen pimeän aineen mallit eivät ole ristiriidassa olemassa olevien tietojen kanssa, mikä on harvinaista tässä tutkimusalueessa.
Tämä teoria voisi myös valaista muita kosmisia mysteereitä, kuten pimeän aineen jakautumista galakseissa. Jos tämä kevyt hiukkanen vahvistuu, se voisi selittää, miksi tietyillä galaktisilla alueilla on odottamattomia ionisaatiotasoja. Tulevat havainnot, erityisesti COSI-avaruusteleskoopin avulla, mahdollistavat tämän hypoteesin syvällisemmän testaamisen.