Hľadanie znakov temnej hmoty mimo jej gravitačného účinku sa ukázalo ako neúspech – ale tentoraz je to kontroverzné.
Astronómovia nezistili, že röntgenová žiara je produktom jedného konkrétneho kandidáta na tmavú hmotu: sterilných neutrín.
Vedci tvrdia, že ide o výsledok, ktorý vrhá trochu tieňa na tohto kandidáta ako na popredného uchádzača o temnú hmotu, ale neodmieta ho úplne.
Temná hmota je obrovský starý otáznik. Aj keď to nemôžeme zistiť priamo, vieme, že existuje, pretože má skutočne silný gravitačný vplyv na hmotu, ktorú vidíme.
Napríklad hmota na vonkajších okrajoch galaxií sa pohybuje rýchlejšie, ako by sa pohybovala, keby bola pod samotným gravitačným vplyvom viditeľnej hmoty. A gravitačné šošovky – spôsob, akým gravitácia ohýba cestu svetla – sú tiež silnejšie, ako očakávame. Na základe týchto účinkov astronómovia vypočítali, že 85 percent hmoty vo vesmíre je tmavá hmota.
Pretože to nemôžeme nájsť, nevieme, čo to je. Existuje množstvo hypotetických kandidátov a astronómovia sa snažia prísť na spôsoby, ako ich odhaliť.
Sterilné neutríno je hypotetická častica. Normálne neutrína, najhojnejšie sa vyskytujúce častice vo vesmíre, sú podobné elektrónom, ale nemajú náboj a majú veľmi malú hmotnosť, takže sotva interagujú s normálnou hmotou. Fyzici tvrdia, že sterilné neutríno nebude vôbec interagovať s normálnou hmotou, okrem gravitačného.
Ale tieto hypotetické neutrína sú tiež nestabilné. Mali by sa rozpadnúť na normálne neutrína a elektromagnetické žiarenie. A ak sa takto rozpadajú, malo by sa toto žiarenie zistiť. Veľmi slabé, ale zistiteľné.
Ako sa uvádza v štúdii z roku 2014, boli detegované slabé röntgenové lúče zo sterilného rozpadu neutrín zo vzdialených galaxií, žiarenie nazývané čiara 3,5 keV. Následné štúdie – jedna v roku 2016 na trpasličej galaxii vzdialenej 260 000 svetelných rokov a druhá v roku 2017 na zhluku galaxií vzdialených 240 miliónov svetelných rokov – však nález nepotvrdili.
Vieme, že Mliečna dráha má významnú aureolu tmavej hmoty, takže ak sa v nej rozpadnú sterilné neutrína, mali by byť detekované v okolí galaxie.
Tím uskutočnil metaanalýzu 20 rokov surových archivovaných röntgenových údajov o prázdnom priestore okolo Mliečnej dráhy, kde by iné svetelné objekty nezasahovali do hľadania príznakov emisií 3,5 KeV. Nenašli ani jedného.
„Tento dokument z roku 2014 a následné práce potvrdili, že signál vyvolal značný záujem o spoločenstvá astrofyziky a časticovej fyziky kvôli možnosti prvýkrát sa dozvedieť presne, čo je tmavá hmota na mikroskopickej úrovni,“ uviedol fyzik Ben Safdie z University of Michigan.
„Naše výsledky neznamenajú, že tmavá hmota nie je sterilným neutrínom, ale znamená to, že – na rozdiel od toho, čo bolo uvedené v roku 2014 – doposiaľ neexistujú experimentálne dôkazy, ktoré by naznačovali jej existenciu.“
Výskum bol publikovaný v časopise Science.
Zdroje: Foto: Svätožiara temnej hmoty galaxie Mliečna cesta. Zosia Rostomian a Nicholas Rodd / Berkeley Lab; a Christopher Dessert a Benjamin Safdi z Michiganskej univerzity
