Dodaj 24sata među omiljene izvore na Googleu
Pulsari ili tamna tvar - tko je krivac? Nova istraživanja šokiraju astrofiziku. Bitka za rješenje kozmičke zagonetke još traje
U samom srcu naše galaksije, Mliječne staze, astronomi su detektirali zagonetni sjaj gama-zraka koji bi mogao biti dugo traženi otisak tamne tvari – nevidljive supstance koja čini većinu mase svemira. Nova istraživanja sugeriraju da bi ovaj sjaj, poznat kao Višak GeV zračenja u galaktičkom centru (GCE), mogao potjecati od čestica tamne tvari koje se međusobno sudaraju i uništavaju. Ova hipoteza ponovno je postala vodeći kandidat u jednoj od najvećih misterija moderne astrofizike, piše Science Alert.
Ovaj neobjašnjivi višak gama-zračenja, najenergetskijeg oblika svjetlosti u svemiru, prvi je put otkriven 2009. godine pomoću podataka s NASA-inog svemirskog teleskopa Fermi.
Od tada, znanstvenici diljem svijeta pokušavaju odgonetnuti što ga uzrokuje. Nešto u galaktičkom centru proizvodi više gama-zraka nego što naši trenutni modeli mogu objasniti, a rješenje te zagonetke moglo bi iz temelja promijeniti naše razumijevanje svemira.
"Tamna tvar dominira svemirom i drži galaksije na okupu. Izuzetno je važna i neprestano tražimo načine kako bismo je mogli detektirati", izjavio je astrofizičar Joseph Silk sa Sveučilišta Johns Hopkins.
"Gama-zrake, a posebno višak svjetlosti koji promatramo u središtu naše galaksije, mogle bi biti naš prvi pravi trag."
Tijekom godina, znanstvena zajednica podijelila se oko dva glavna objašnjenja za GCE.
Hipoteza milisekundnih pulsara
Jedna teorija predlaže da je izvor sjaja dosad neotkrivena populacija milisekundnih pulsara. To su izuzetno guste, stare neutronske zvijezde, ostaci masivnih zvijezda koje su eksplodirale kao supernove. One se vrte nevjerojatnom brzinom, stotinama puta u sekundi, i pritom emitiraju snažne snopove zračenja, uključujući i gama-zrake. Budući da su pulsari točkasti izvori, očekivalo bi se da će signal koji stvaraju biti "pjegav" ili "zrnat". Analize podataka s teleskopa Fermi sugerirale su da GCE ima blago "kutijast" oblik, što se poklapalo s predviđenom distribucijom starih zvijezda (i pulsara) u središnjoj izbočini Mliječne staze.
Hipoteza anihilacije tamne tvari
Druga, uzbudljivija mogućnost jest da sjaj potječe od tamne tvari. Iako ne znamo od čega se sastoji, jedna od vodećih teorija predlaže postojanje hipotetskih čestica poznatih kao WIMP-ovi (Slabo interaktivne masivne čestice). Prema ovoj teoriji, kada se WIMP i njegova antičestica sudare, oni se međusobno anihiliraju (uništavaju) u bljesku energije, oslobađajući pritom visokoenergetske čestice, uključujući i fotone gama-zraka. Za razliku od pulsara, anihilacija tamne tvari trebala bi stvoriti gladak, difuzan sjaj. Dugo se smatralo da bi halo tamne tvari oko galaksije trebao biti savršeno sferičan.
Godinama se činilo da hipoteza o pulsarima ima prednost. Studija iz 2015. godine, koju je vodio tim s MIT-a, zaključila je da je "zrnata" tekstura signala gotovo siguran dokaz da se radi o pulsarima, čime je teorija o tamnoj tvari gurnuta u drugi plan.
Međutim, kasnija analiza istog tima otkrila je potencijalnu sustavnu pogrešku u njihovoj metodi modeliranja, što je ponovno otvorilo vrata tamnoj tvari. Najnoviji udarac teoriji o pulsarima zadala je studija objavljena u časopisu *Physical Review Letters*, koju je vodio kozmolog Moorits Mihkel Muru s Leibniz instituta za astrofiziku u Potsdamu.
Koristeći napredne superračunalne simulacije (Hestia suite), Muru i njegov tim modelirali su evoluciju galaksija sličnih Mliječnoj stazi. Njihovi rezultati pokazali su nešto ključno: halo tamne tvari oko naše galaksije vjerojatno nije savršeno sferičan.
Zbog turbulentne povijesti spajanja s drugim, manjim galaksijama, halo je blago spljošten i deformiran. Kada se takav spljošteni halo projicira na nebo, gama-zrake nastale anihilacijom tamne tvari stvaraju signal koji izgleda – kutijasto.
"Naše simulacije pokazale su da je spljoštenost halo-a tamne tvari dovoljna da objasni višak gama-zraka kao posljedicu samouništenja čestica tamne tvari", objasnio je dr. Muru.
To znači da oblik sjaja više nije presudan dokaz u korist pulsara. Štoviše, istraživači navode da su obje hipoteze sada "jednako vjerojatne", s time da bi teorija o tamnoj tvari mogla imati "blagu prednost" zbog nedostatka detektiranih pulsara u tom području.
Debata time nije završena, ali je tamna tvar ponovno postala ozbiljan kandidat. Konačan odgovor mogli bi dati nadolazeći opservatoriji koji će moći promatrati gama-zrake još viših energija s neviđenom preciznošću. Ulog je ogroman. Ako se potvrdi da je GCE doista potpis anihilacije tamne tvari, to bi bio prvi izravni dokaz o čestičnoj prirodi ove misteriozne supstance i prva detekcija njezine interakcije s vidljivom tvari izvan sile gravitacije.
To bi otvorilo potpuno novo poglavlje u fizici. Ako se, pak, ispostavi da su izvor ipak pulsari, naučit ćemo nešto novo i važno o populaciji najekstremnijih zvjezdanih objekata u našoj galaksiji.
"Moguće je da ćemo s novim podacima potvrditi jednu teoriju nad drugom", zaključuje Silk.
"Ili možda nećemo pronaći ništa, u kojem slučaju će pred nama stajati još veća misterija za rješavanje."
24sata © 2026
