Čierne diery + tmavá hmota = svetlo?

30.8.2010 16:29:15 | Q
New Scientist | Počet zobrazení: 3416x

Dve z najtmavších vecí vo vesmíre môžu vytvárať svetlo alebo prinajmenšom radiáciu. Keď sa prúdy vyvrhnuté z extra masívnej čiernej diery v strede galaxie zrazia s tmavou hmotou, mohli by produkovať gama žiarenie rozpoznateľné zo Zeme. Bolo by teda možné dokázať neuchopiteľnú tmavú hmotu.

 

Prúdy častíc sú hnané z čiernych dier takmer rýchlosťou svetla. Predpokladá sa, že súvisia s hmotou, ktorá padá do čiernej diery, podobne ako pri vesmírnych výbuchoch. Stefano Profumo z kalifornskej univerzity v Santa Cruz a jeho kolegovia vypočítali, ako by elektróny v jednom z týchto prúdov reagovali s tmavou hmotou.

Špeciálne skúmali tie častice tmavej hmoty, ktoré vyhovovali dvom hlavným teóriám: prvou je supersymetria, ktorá tvrdí, že každá bežná častica má svojho superpartnera a druhá, že vo vesmíre sa skrýva štvrtá priestorová dimenzia.

Zistili, že skôr ako by sa častice od seba len jednoducho odrazili, niektoré elektróny môžu s časticami tmavej hmoty splynúť a zmenia sa na jeden supersymetrický alebo extradimenzionálny elektrón. Táto častica by bola ťažká a veľká časť kinetickej energie elektrónu by bola použitá na vytvorenie novej častice. Výsledkom by bola častica takmer stojaca na mieste.

Keby sa potom častica mala rozložiť na elektrón a pôvodnú časticu tmavej hmoty, elektrón by vyžaroval gama žiarenie. Na rozdiel od rýchlo cestujúcich častíc (napríklad v prúdoch), pomaly sa pohybujúca častica by bola schopná emitovať lúče všetkými smermi. Toto by teda mohlo pomôcť pri ich odlišovaní od množstva fotónov v prúdoch, tvrdí Mikhail Gorshteyn z Indiana University v Bloomingtone.

Myšlienka, že častice z čiernej diery by mohli reagovať s tmavou hmotou za vzniku gama lúčov, už bola v minulosti spomenutá, ale predošlé výskumy predpokladali, že žiarenie bude príliš slabé na to, aby sme ho zo Zeme mohli zachytiť.

Profumov tím však zistil, že v rámci úzkej škály energií elektrónov sa takmer všetky po zrážke s tmavou hmotou zmenia na ich supersymetrickú alebo extradimenzionálnu verziu. Tento „rezonančný“ efekt by vytvoril gama lúče, ktoré by boli pozorovateľné na detektoroch blízko Zeme, napr. pomocou Fermiho vesmírneho teleskopu spoločnosti NASA, hovorí Gorshteyn.

Tím vypočítal, že efektu by zodpovedala frekvencia gama žiarení vychádzajúcich z čiernej diery v strede galaxie Centaurus A zmeraná Fermiho teleskopom. Avšak frekvencia žiarení z inej galaxie, z Messier 87, nezodpovedá ich predpokladom.

„Človek musí mať na zreteli, že výsledky sú veľmi predčasné,“ tvrdí Lars Bergstrom zo štokholmskej univerzity. Dodáva však, že rozpor by mohlo vysvetliť rozdielne šírenie tmavej hmoty v dvoch galaxiách.

„Úžasné je, že máme nejaké náznaky,“ tvrdí Profumo. „Ale, samozrejme, potrebujeme ich potvrdiť. Musíme spojiť viacero kúskov skladačky.“

originál článku