Fermi Large Area Telescope. credit: NASA
Misterul materiei întunecate se păstrează nealterat. Vânătoarea de particule misterioase în cadrul acceleratoarelor de particule a rămas până în prezent fără rezultate. La fel este situația în laboratoarele subterane. Noi observaţii astronomice, măsurând raze gama de energii extreme, ar putea însă dezvălui semnale ale existenţei acestei materii stranii.
Oamenii de ştiinţă nu au pace: materia întunecată, care alcătuieşte circa 85% din întreaga materia din univers, rămâne încă un mister. Această formă de materie stă la baza structurilor din univers, precum galaxia noastră, determinând modul în care se mişcă materia vizibilă. Stelele din galaxii urmează traiectorii generate în mare parte de atracţia gravitaţională a halourilor de materie întunecată care învăluie galaxiile şi se extind mult mai departe faţă de centrul galaxiilor decât materia vizibilă.
Nu ştim din ce ar putea fi compusă această materie: ceea ce ştim este că nu emite lumină – de aceea a fost numită materie întunecată. Ar putea fi compusă din noi tipuri de particule, care interacţionează între ele prin noi tipuri de forţe. Forţele pe care le cunoaştem la ora actuală, forța electromagnetică, forța nucleară tare, forța nucleară slabă și forța gravitaţională, ar fi deci doar o parte din forţele din univers. În lumea particulelor materiei întunecate ar putea exista alte feluri de forţe, una sau chiar mai multe.
Pe măsură ce trece timpul misterul se păstrează intact. În ciuda experimentelor de la acceleratoarele de particule care încearcă să creeze şi să identifice particule de materie întunecată, până în prezent nu s-a descoperit nimic care să nu poate să fie explicat de ceea ce cunoaştem. Nici în proiectele de cercetare subterane, unde se caută semnale generate de particule de materie întunecată provenind din depărtările cosmosului, nu s-a descoperit nimic concret.
În acest context mulţi oameni de ştiinţă îşi ridică ochii spre cer: caută să înţeleagă mai bine dacă există semnale datorate materiei întunecate care să fie măsurate de exemplu cu telescoapele care studiază şi scrutează universul.
Recent un grup de oameni de ştiinţă a combinat rezultatele a doua măsurători efectuate cu telescoapele Dark Energy Survey (DES) şi Fermi Large Area Telescope (LAT), publicând rezultatele într-un articol în revista Physical Review Letters.
În primul rând grupul de cercetători a măsurat cu ajutorul efectului de lentilă gravitaţională distribuţia de materie întunecată în univers. Lentila gravitaţională este un efect relativist, care permite să „cântărim” masa galaxiilor, întrucât deformarea traiectoriei luminii depinde de această cantitate de materie – procesul fiind descris de teoria relativităţii generale a lui Einstein.
A doua măsurătoare, cea efectuată cu LAT, a permis identificarea poziţiei în univers a sursei de raze gama cu energii extreme; aceste „raze gama” sunt fotoni cu energii de multe milioane şi miliarde de ori mai mari decât cea a fotonilor luminii vizibile.
Cercetătorii au constatat că razele gama provin din aceleaşi regiuni din univers în care se găsesc mari cantităţi de materie întunecată. S-ar putea deci că razele gama să fie generate de coliziuni dintre particulele de materie întunecată – cum ar fi de exemplu anihilări de particule şi antiparticule de materie întunecată. Există însă şi alte posibile explicaţii: razele gama ar putea să nu aibă nimic de-a face cu materia întunecată, ci să fie generate de blazari (eng. blazing quasi-stellar radiosource) – adică găuri negre cu masa extrem de mare, care se găsesc în apropierea regiunilor observate din univers. Aceste găuri negre atrag în interiorul lor enorme cantităţi de materie care, în căderea spre găurile negre, generează câmpuri electromagnetice de unde rezultă şi raze gama cu energii foarte mari.
Pentru a înţelege mai bine dacă semnalele observate corespund materiei întunecate sau găurilor negre este nevoie de noi observaţii şi noi experimente. În orice caz, la ora actuală nu se ştie care este procesul ce dă naştere acestor fotoni cu energii foarte mari. Oricare ar fi acest proces, studiul acestuia va fi extrem de interesant şi ne va dezvălui unul dintre misterele universului.
