Natuurkundigen hebben het idee van een signaal van donkere materie uit het centrum van de Melkweg nieuw leven ingeblazen

Natuurkundigen hebben het idee van een signaal van donkere materie uit het centrum van de Melkweg nieuw leven ingeblazen
Natuurkundigen hebben het idee van een signaal van donkere materie uit het centrum van de Melkweg nieuw leven ingeblazen
Anonim

Wetenschappers hebben aangetoond dat bestaande methoden voor het analyseren van gegevens in het gamma-bereik de bijdrage van een wazig signaal, dat zou kunnen worden veroorzaakt door hypothetische vernietiging van donkere materiedeeltjes, niet op betrouwbare wijze kunnen uitsluiten. Als gevolg hiervan kunnen conclusies over de pulsar-aard van de waargenomen overmaat aan straling vanuit het centrum van de Melkweg niet als definitief worden beschouwd, schrijven de auteurs in het tijdschrift Physical Review Letters.

Donkere materie is de naam van een familie van ideeën die zijn ontworpen om een aantal tegenstrijdigheden tussen waarnemingen en theoretische astrofysische schattingen op te lossen. De meest populaire optie is om donkere materie weer te geven als onontdekte deeltjes. Op dit moment is er geen directe bevestiging van de aanwezigheid van dergelijke objecten.

Volgens de overgrote meerderheid van donkere-materiemodellen zouden de deeltjes uitgebreide halo's moeten vormen, waarin alle sterrenstelsels, inclusief de Melkweg, zijn ondergedompeld. In dit geval moet een merkbare concentratie van dergelijke deeltjes worden waargenomen in het midden van de systemen. Tegelijkertijd suggereren een aantal theorieën dat interacties, waaronder vernietiging, tussen hen kunnen plaatsvinden. Het resultaat zou het verschijnen van fotonen moeten zijn, waarvan de energie zal afhangen van de onbekende massa van de oorspronkelijke deeltjes.

Soortgelijke signalen werden geregistreerd, zowel in het röntgenbereik (een stralingslijn in de richting van het Andromeda-stelsel en de Perseus-cluster), als in gamma (een overmaat aan straling vanuit het centrum van de Melkweg). Later werd echter de conclusie dat dit sporen zijn van vernietiging van donkere materie als onwaarschijnlijk beschouwd, omdat werd aangetoond dat dergelijke kenmerken kunnen verschijnen als gevolg van de gloed van een populatie van niet-gedetecteerde milliseconde pulsars.

MIT's Rebecca Leane en Tracy Slatyer toonden aan dat de eerdere analyse, mede geschreven door Slater, ook niet zonder gebreken was. Het artikel zei dat pulsars eruit zouden moeten zien als vrij compacte objecten in de Fermi-gammastraaltelescoop, en aftrek van alle bekende bronnen resulteert in een pixel-voor-pixel vergelijking van de resterende variaties die veel beter worden verklaard door gelokaliseerde bronnen in plaats van de verwachte wazige gloed voor donkere materie….

Er wordt theoretisch aangenomen dat donkere materie wordt verdeeld volgens een dichtheidsfunctie met een glad profiel, zodat het signaal ervan kan worden gemodelleerd met een Poisson-verdeling. Populaties van individuele bronnen zullen echter een minder uniforme verdeling genereren, omdat vanwege de beperkte hoekresolutie met een waarschijnlijkheid die niet nul is, er meerdere heldere bronnen in één pixel kunnen zijn en geen in de andere.

In het nieuwe werk voegden de auteurs het verwachte signaal van donkere materie kunstmatig toe aan de echte gegevens, die nog steeds door het programma werden geïdentificeerd als behorend tot pulsars. Bovendien bleef het eerder gemaakte algoritme pulsars produceren als reactie, zelfs als het kunstmatige signaal van donkere materie met verhoogde intensiteit werd gecreëerd, en pas toen het verwachte niveau tienvoudig was, begon het correct te worden bepaald. Wetenschappers concluderen dat een dergelijke analyse geen betrouwbare resultaten oplevert, dus het is noodzakelijk om terug te keren naar de beginpositie volgens welke de overmaat aan gammastraling vanuit het centrum van de Melkweg nog steeds kan worden geassocieerd met donkere materie.

Eerder gebruikten natuurkundigen het beeld van de schaduw van een zwart gat om een limiet te stellen aan de massa van donkere materiedeeltjes en vonden ze inconsistenties in de voorspellingen van de theorie van supervloeibare donkere materie met waarnemingen van de Melkweg. We hebben ook een speciale test gedaan op de belangrijkste modellen van dit onderdeel in het heelal - "Wat voor soort donkere materie ben jij?"

Aanbevolen: