Un semnal misterios readuce în prim-plan enigma materiei întunecate

O echipă internaţională de cercetători a identificat un tipar de raze gamma în centrul Căii Lactee care ar putea indica prezența materiei întunecate, potrivit unui studiu publicat recent.

În centrul Căii Lactee, oamenii de știință au detectat un semnal neobișnuit, observat cu telescopul spaţial Fermi de la NASA, care a stârnit interesul comunității de cercetători. Specialiștii cred că acest semnal ar putea reprezenta primele dovezi directe ale materiei întunecate, substanța invizibilă care alcătuiește o mare parte din materie din Univers.

Ce ascunde materia invizibilă din univers

Materia întunecată nu emite lumină și nu poate fi observată direct, dar efectele sale gravitaționale sunt esenţiale pentru stabilitatea galaxiilor. Fără această substanţă, galaxiile nu ar putea rămâne compacte. Ideea existenței materiei întunecate a apărut încă din anii 1930, când astronomul Fritz Zwicky a remarcat că galaxiile din clusterul Coma se deplasau prea rapid pentru cantitatea de materie obișnuită vizibilă.

De-a lungul timpului, au fost propuse mai multe tipuri de particule care ar putea explica acest fenomen, însă până acum nu s-a reușit identificarea directă a niciuneia. Studiul coordonat de profesorul Tomonori Totani de la Universitatea din Tokyo se concentrează pe particulele WIMP (Particule Masive cu Interacțiune Slabă), considerate un tip de materie care ar putea genera raze gamma atunci când se ciocnesc și se anihilează reciproc.

Observaţiile telescopului Fermi deschid noi piste

Telescopul spaţial Fermi, lansat în 2008, a fost construit pentru a observa raze gamma, cea mai energetică formă de lumină. Analizând datele colectate din centrul galaxiei, echipa lui Totani a identificat un surplus de raze gamma provenite din acea regiune, ce seamănă cu modelele teoretice ale haloului de materie întunecată. Distribuţia acestor raze gamma corespunde cu predicțiile fizicienilor dacă particulele de materie întunecată WIMP ar exista cu adevărat.

Semnalul care ridică mai multe semne de întrebare

Nu este prima dată când sunt observate semnale care ar putea avea legătură cu misterul materiei întunecate. În 2015, un alt grup de oameni de știință a raportat un semnal similar în centrul galaxiei, însă ulterior s-a sugerat că acesta ar putea proveni de la pulsari sau alte surse astrofizice cunoscute. Ce aduce nou această analiză?

Echipa lui Totani susține că modelul lor statistic este mai precis și că au eliminat sursele cunoscute de raze gamma. Totuși, rămân unele întrebări. Materia întunecată ar trebui să fie distribuită uniform în galaxie, nu doar în centru. De ce semnalul este identificat cu precădere în acea zonă? Unele teorii spun că densitatea mai mare din centrul galaxiei crește șansele de ciocniri între WIMP-uri și, implicit, de producere a razelor gamma.

O altă provocare este verificarea acestui semnal și în alte zone ale universului, cum ar fi galaxiile pitice sau haloul galactic. "Dacă materia întunecată există, ar trebui să observăm semnale similare în galaxiile pitice sau în haloul galactic", spune profesorul Kinwah Wu, astrofizician la universitate, de la University College London.

Părerile specialiștilor și pașii următori

Rezultatele au atras atenţia, dar și prudenţa experților. Justin Read, profesor de astrofizică la Universitatea din Surrey, afirmă: "Este un pas interesant, dar avem nevoie de mai multe dovezi independente. Nu putem exclude complet surse astrofizice convenţionale".

Unii cercetători propun teste suplimentare. Dacă particulele de materie întunecată WIMP produc raze gamma, ar trebui să apară și alte semnale, precum emisii de neutrini sau particule de materie întunecată care să poată fi detectate în apropierea Pământului. Experimente precum XENONnT sau LZ de la CERN urmăresc astfel de indicii, încercând să răspundă la întrebarea dacă materia întunecată există cu adevărat.

Chiar dacă rezultatul nu va confirma existența materiei întunecate, cercetarea rămâne utilă. "Chiar și un rezultat negativ ne ajută să îngustăm posibilităţile", adaugă Read. "Fiecare excludere ne apropie de adevăr".

Căutarea continuă în universul nevăzut

Echipa coordonată de Totani intenţionează să analizeze date din alte regiuni ale universului. Telescopul spaţial Fermi continuă să colecteze informații, iar viitoarele misiuni, precum Nancy Grace Roman Telescope, programată pentru lansare în 2027, vor aduce imagini și mai detaliate despre cosmos și despre expansiunea Universului.

O altă direcţie importantă este perfecționarea simulărilor pe calculator. Modelele actuale oferă doar o estimare a modului în care ar trebui să arate materia întunecată. Pe măsură ce simulările devin mai precise, diferențele față de datele reale ar putea scoate la iveală fenomene necunoscute, inclusiv eventuale legături cu Modelul Standard din fizică.

Indiferent de rezultat, această descoperire arată că universul ascunde încă multe necunoscute. Căutarea răspunsurilor despre materia întunecată din Univers rămâne una dintre cele mai fascinante provocări pentru cercetători.