Astrofizikçinin araştırması karanlık madde arayışında ipucu sağlayabilir

Karanlık madde bilimin en büyük gizemlerinden biridir. Işığı absorbe etmez, yansıtmaz veya yaymaz; dolayısıyla onu göremeyiz. Ancak onun varlığı, galaksiler üzerindeki çekimsel etkilerden anlaşılmaktadır.

Karanlık madde evrenin yaklaşık %85’ini oluştursa da bilim insanları onun temel doğası hakkında çok az şey biliyor.

Çok sayıda teori var ve Clemson Üniversitesi doktora sonrası araştırmacısı Alex McDaniel’in araştırması, karanlık maddenin doğasına ilişkin şimdiye kadarki en katı kısıtlamalardan bazılarını sağlıyor. Araştırması aynı zamanda eğer gerçekse önümüzdeki on yıl içinde doğrulanabilecek bir sinyalin küçük bir ipucunu da ortaya koyuyor.

İş yayınlanan dergide Fiziksel İnceleme D.

McDaniel, “Veri toplama ve gelecekteki yeni keşiflerle birlikte, bu küçük ipucu potansiyel olarak karanlık madde modelinin çok somut bir tespitine dönüşebilir” dedi.

Karanlık maddeyi tespit etmek çığır açıcı olacaktır.

Clemson Fizik ve Astronomi Bölümü’nde doçent ve McDaniel’in danışmanı Marco Ajello, “Karanlık madde astrofizikteki en önemli şeylerden biri ve onun hakkında neredeyse hiçbir şey bilmiyoruz. Bunu keşfetmek muazzam bir atılım olacak” dedi. “Kim keşfederse Nobel Ödülünü kazanabilir. Bu o kadar büyük.”

Bu çalışmada, McDaniel ve işbirlikçileri cüce galaksilerde, kendi kendini yok ederek sıradan maddeye ve en yüksek enerji seviyelerindeki bir ışık biçimi olan gama ışınlarına dönüşen karanlık maddeyi arıyorlardı. Cüce galaksiler, küçük olmaları, karanlık madde bakımından zengin olmaları ve çoğunlukla bulguları kirletebilecek gaz, toz ve süpernova gibi diğer astrofizik olaylarından yoksun olmaları nedeniyle çalışma için idealdir.

McDaniel, “Bunları arıyoruz çünkü ideal olarak bize temiz bir sinyal veriyorlar veya belirli parçacık teorilerini devre dışı bırakmamıza izin veriyorlar” dedi.

Bazı modeller, karanlık maddenin belirli bir kütleye veya kesite sahip olduğunu tahmin ediyor; bu da parçacıkların etkileşimi nedeniyle belirli bir olayın meydana gelme olasılığıdır. Bu, araştırmacıların gama ışınlarında ne görmeyi bekleyeceğini belirleyecek. Eğer bunu görmezlerse, bu kütleleri ve kesitleri eleyebileceklerini söyledi.

Clemson’da eski bir doktora sonrası araştırmacısı ve çalışmanın ortak yazarlarından Chris Karwin, “Bu makalede, karanlık maddenin bu kütlelere veya kesitlere sahip olamayacağını söyleyerek daha fazlasını dışlıyoruz” dedi. Karwin şu anda NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde doktora sonrası araştırmacıdır. “Ancak önceki çalışmalarla karşılaştırıldığında, bu sistemlerden gelen bir sinyal olabilecek bir şeyin ipucunu görmeye başlıyoruz.”

McDaniel’in çalışması, keşfedilen ek cüce galaksileri içeren daha büyük örnekleri ve önceki çalışmalara göre daha büyük miktarda veriyi kullanıyor. Çalışmasına yaklaşık 50 cüce galaksiyi dahil etti ancak yakın gelecekte yeni, daha güçlü teleskopların devreye girmesiyle bu sayının 150-200’e çıkmasını beklediğini söyledi.

“Yeni teleskoplar temelde cüce galaksi dedektörleridir” dedi. “Bu iyileştirmelerle, küçük bir sinyal ipucuna sahip olmak yerine, gerçek bir tespite sahip olabileceğimizi öngörüyoruz.”

Ajello şunu ekledi: “Eğer öyleyse [the signal] gerçektir, eninde sonunda doğrulanacaktır.”