В Млечния път може да липсва странното рентгеново сияние, дълго

В Млечния път може да липсва странното рентгеново зарево, дълго свързвано с тъмната материя в други галактики, откри ново изследване. Ако този светещ ореол в действителност липсва – а физиците, които не вземат участие в проучването, са извънредно скептично настроени към това изобретение – това ще нанесе удар върху теорията, че тъмната материя е формирана от хипотетичното „ стерилно неутрино “.

Стерилните неутрино са теоретични призрачни братовчеди на слабите субатомни неутрино, които учените към този момент са разкрили.
Авторите на новото проучване, което беше оповестено неотдавна в списание Science, са потърсили този светещ ореол по малко по-различен метод от предишните опити – нещо, което поражда най-големия спор измежду другите физици.

„ От позиция на науката, мисля, че фактът, че получаваме доста въпроси и огромен интерес към нашата работа, е методът, по който би трябвало да работи науката “, споделя съавторът на проучването астрофизикът Никълъс Род от университета в Бъркли, Калифорния.

„ Хората мислят по какъв начин да търсят тези неутрино с рентгенови лъчи от известно време. Ние в действителност имахме нова концепция по какъв начин да ги търсим. И всякога, когато някой каже: „ Имам нова концепция по какъв начин да търсим нещо, друга от това, което сме правили до момента, вашият инстинкт би трябвало да е песимизъм. Мисля, че това е изцяло естественият отговор. “

Тъмната материя е най-голямото незнайно във Вселената. Учените знаят, че е там, на първо място, тъй като те могат да видят резултата от нейната гравитация в галактиките; известните звезди и газове не са толкоз тежки, с цел да свържат галактиките и да ги държат дружно. Астрофизиците считат, че галактиките имат невидими „ ореоли “ от тъмна материя, осигуряваща изчезналата част и представляваща 85% от масата на Вселената. (Има и други доказателства за съществуването на тъмна материя, само че това е най-голямото.) Те обаче не знаят от какво се състои тази тъмна материя.

Някои теории включват съществуването на релативно тежки частици, наречени WIMPS. Според други вземат участие свръхлеки частици, наречени аксиони. Има даже екзотични, не необятно признати теории, които разчитат на съществуването на дребни черни дупки. Но това, което е най-опростено, включва модел на физиците на неутрино – свръхлеките частици, които протичат в пространството, взаимодействайки доста едва с други частици.

В момента има три известни типа неутрино: електронни неутрино, муонни неутрино и тау неутрино. Но някои физици на частици подозират, че има четвърти тип – стерилното неутрино. Това по-тежко неутрино въобще не би взаимодействало с други частици, с изключение на посредством гравитация и когато се разпада. И заради добавения си размер, то не се движи през пространството толкоз бързо, колкото другите неутрино. Това значи, че стерилните неутрино не летят едно до друго, а образуват облаци, което допуска, че те могат да образуват ореоли, както прави тъмната материя.

Има една значима разлика сред стерилните неутрино и други претенденти за тъмна материя: С течение на времето стерилните неутрино се разпадат на други частици, които са познати, в това число рентгенови фотони. Изследователи през 90-те и началото на 2000-те години допускат, че разпадащите се ореоли на стерилни неутрино биха основали слаб искра при избрана дължина на вълната в рентгеновия набор. И през 2014 година, прибавяйки дружно рентгенова светлина, открита от 73 разнообразни космически клъстери, екип от откриватели от Харвард като че ли открива сходно зарево в упования диапазон: слаб шип на рентгенова светлина при енергийно равнище от 3,5 keV – мярка за енергийното равнище на частиците, произвеждащи светлината.

Оттогава десетки следващи изследвания откриват сходни 3,5 kеV светила (наричани линията 3,5 keV) в други групи галактики, въпреки че най-малко някои търсения на линията – изключително в галактиката Дракон – се оказаха напразни.

Но откривателите в новото изследване настояват, че линията от 3,5 kеV липсва от най-светлия, непосредствен източник на тъмна материя от всички: нашата вселена. Екип от Университетите на Мичиган и Berkeley, минават през остарели рентгенови записи на телескоп и избират рентгенови фотоси на „ празно небе “ – региони на Млечния път, които нямат звезди, само че би трябвало там да има тъмна материя.
Техният огромен набор от данни би трябвало да включва линия от 3,5 kеV, в случай че тази линия в действителност е сигнал за тъмна материя, аргументират се те. Екипът е относително сигурен, че Млечния път има тъмна материя. И тя е толкоз близо и покрива толкоз огромна част от нашето небе, че тъмната материя несъмнено би трябвало да се покаже в техните данни, в случай че е там. Както е доста по-лесно да забележите огромна крушка в спалнята си, в сравнение с дребна LED на киломтри надалеч. Това изрично подсказва, настояват те, че линията от 3,5 kеV не е сигнал за тъмна материя, което би било основен удар за теорията на стерилното неутрино.

Не всички обаче са съгласни с сходен извод.
Кеворк Абазаджиян, специалист по линията на 3,5 kеV и шеф на Центъра за космология в Калифорнийския университет Ървайн, споделя: „ Основният проблем е, че те употребяват способи, които не се употребяват в общността на рентгеновата астрономия и има аргументи да не се употребяват. „

Авторите на отчета споделят, че изображението има ниска енергийна разграничителна дарба, а линията от 3,5 kеV би трябвало да се демонстрира ясно в средата му. И защото не е там, това допуска, че линията въобще не е в Млечния път, настояват те.

В друга публикация, която към момента не е оповестена в рецензирано списание, само че издадена като предпечат, друга група откриватели – експертни рентгенови астрономи, регистрират по-широк кръг от рентгеновия набор. Използвайки по-широко признати техники, те потърсиха линия от 3,5 kеV в Млечния път. И я откриха.

„ Основното недоволство, което чух [за новото проучване], е, че [те гледат] прекомерно тясно и затова това, което се случва, е, че в действителност улавят единствено част от самия сигнал [3.5 keV] “, споделя Тим Тайт, началник на катедрата по физика и астрономия в Калифорнийския университет Ървайн, който не взе участие в нито едно от проучванията.
Тейт е физик с опит в тъмната материя, който обаче нормално не работи с рентгенови лъчи.

„ Те са доста деликатни в работата си и що се отнася до техния разбор, аз не виждам нищо неправилно. Но в действителност бих желал да видя по-широк диапазон от честоти, с цел да се види какво става с данните “.
Въпреки скептицизма изразен от техни сътрудници, Род споделя, че е основателно уверен, че неговият екип е посочил, че линията от 3,5 kеV не е стерилна неутрино тъмна материя.

Част от главния проблем е, че качеството на наличните рентгенови данни от празните райони на небето не е толкоз положително, колкото биха желали учените.

“Настоящите рентгенови телескопи просто нямат енергийната разграничителна дарба, идеална за този тип проучвания “, споделя Род.

Японски рентгенов телескоп, който можеше да реши този проблем, загуби контакт със Земята скоро след старта си през 2016 година Засега няма твърди проекти, най-малко през идващите десетина години, за стартирането на каквито и да е сравними принадлежности в космоса, където рентгеновата астрономия е най-ясна и точна.

Дотогава откривателите ще бъдат оставени да чакат данните с по-високо качество, които биха могли да разрешат разногласието един път вечно.