Temná hmota je architektem rozsáhlé vesmírné struktury a motorem správné rotace galaxií. Je to nezbytná součást fyziky našeho vesmíru - a přesto vědci stále nevědí, z čeho jsou vyrobeny. Nejnovější data od Plancka naznačují, že záhadná látka tvoří 26,2% vesmíru, takže je téměř pět a půlkrát více převládající než běžná každodenní záležitost. Nyní čtyři evropští vědci naznačili, že mohou mít objev na rukou: signál v rentgenovém světle, který nemá žádnou známou příčinu a může být důkazem dlouho žádané interakce mezi částicemi - jmenovitě ničení temnoty hmota.
Když astronomové chtějí studovat objekt na noční obloze, například hvězdu nebo galaxii, začnou analyzovat jeho světlo napříč všemi vlnovými délkami. To jim umožňuje vizualizovat úzké tmavé čáry ve spektru objektu, které se nazývají absorpční čáry. K absorpčním liniím dochází, protože prvky hvězdy nebo galaxie absorbují světlo při určitých vlnových délkách, což brání většině fotonů s těmito energiími dosáhnout Země. Podobně mohou interagující částice také zanechat emisní čáry ve spektru hvězdy nebo galaxie, jasné čáry, které se vytvoří, když je nadbytek fotonů emitován subatomickými procesy, jako je excitace a rozpad. Při podrobném pohledu na tyto emisní linie mohou vědci obvykle vykreslit robustní obraz fyziky probíhající jinde ve vesmíru.
Vědci však někdy najdou emisní linii, která je záhadnější. Na začátku letošního roku vědci z Laboratoře fyziky a kosmetiky částic (LPPC) ve Švýcarsku a na Leidenské univerzitě v Nizozemsku identifikovali nadměrné množství energie v rentgenovém světle pocházející z galaxie Andromeda a hvězdokupu Perseus: emisní čára s energií kolem 3,5keV. Žádný známý proces nemůže vysvětlit tento řádek; je to však v souladu s teoretickými modely sterilní neutrino - částice, o které mnozí vědci věří, je hlavním kandidátem na temnou hmotu.
Vědci se domnívají, že tato podivná emisní čára by mohla být důsledkem zničení nebo rozpadu těchto částic temné hmoty, což je proces, o kterém se předpokládá, že uvolní rentgenové fotony. Ve skutečnosti se zdálo, že signál je nejsilnější v nejhustších oblastech Andromedy a Perseus a stále více se rozptyluje od středu, což je distribuce, která je také charakteristická pro temnou hmotu. Signál navíc chyběl v týmových pozorováních hlubokého, prázdného prostoru, z čehož plyne, že je to skutečný a nejen instrumentální artefakt.
V předtištěném článku vědci zdůrazňují, že samotný signál je podle vědeckých standardů slabý. To znamená, že si mohou být pouze 99,994% jistí, že se jedná o skutečný výsledek a nejen o nepoctivé statistické kolísání, o úroveň důvěry, která je známá jako 4σ. (Zlatý standard pro objev ve vědě je 5σ: výsledek, který lze s jistotou 99,9999% prohlásit za „pravdivý“) Jiní vědci si nejsou tak jistí, že temná hmota je přece jen dobrým vysvětlením. Podle předpovědí provedených na základě měření lesa Lyman-alfa - tj. Spektrálního vzorce absorpce vodíku a emise fotonu ve velmi vzdálených, velmi starých oblacích plynu - každá částice, která má být temnou hmotou, by měla mít energii nad 10keV - více než dvojnásobek energie tohoto posledního signálu.
Jako vždy je studium kosmologie plné tajemství. Ať už se ukáže, že tato konkrétní emisní linie je důkazem sterilního neutrina (a tedy temné hmoty) nebo ne, zdá se, že jde o signál nějakého fyzického procesu, kterému vědci dosud nerozumí. Pokud budoucí pozorování mohou zvýšit jistotu tohoto objevu na 5σna úrovni, budou mít astrofyzici ještě další fenomény, které budou odpovídat - vzrušující vyhlídka, bez ohledu na konečný výsledek.
Výzkum týmu byl přijat do dopisů o fyzické recenzi a bude zveřejněn v nadcházejícím vydání.
