Temná hmota se možná sama ničí v srdci Mléčné dráhy

Podivný zdroj energie v centru Mléčné dráhy může být novým typem temné hmoty. Vědci zjistili, že vodíkový plyn je zde ionizován nečekaným způsobem, který kosmické záření nedokáže vysvětlit. Místo toho navrhují, že se zde srážejí lehké částice temné hmoty a vznikají nabité částice. To by mohlo změnit naše představy o temné hmotě a její roli ve vesmíru.

Záhadné signály z galaktického jádra
Podivný jev v centru naší Galaxie může souviset s novým typem temné hmoty. Tato neviditelná látka, o níž se předpokládá, že tvoří 27 % hmoty vesmíru, zůstává jednou z největších záhad vědy. Navzdory desítkám let výzkumu je její skutečná povaha stále neznámá. Vědci nyní v průlomové studii odhalili potenciální vodítko. Naznačují, že alternativní forma temné hmoty by mohla být zodpovědná za nevysvětlitelné chemické reakce probíhající v Mléčné dráze.

Identifikován nový možný zdroj energie
Shyam Balaji, postdoktorand na King's College London a jeden z hlavních autorů studie, vysvětluje: „Ve středu naší Galaxie se nacházejí obrovská mračna kladně nabitého vodíku, která byla pro vědce po desetiletí záhadou, protože normálně je tento plyn neutrální. Co tedy dodává dostatek energie, aby z něj vyrazilo záporně nabité elektrony? Energetické stopy vyzařované z této části naší Galaxie naznačují, že zde existuje neustálý zdroj energie, který to dělá, a podle našich dat by mohl pocházet z mnohem lehčí formy temné hmoty, než jakou uvažují současné modely.“

Podle nejzavedenější teorie temné hmoty se pravděpodobně jedná o skupinu částic známých jako „slabě interagující hmotné částice“ (WIMP – Weakly Interacting Massive Particles), které procházejí běžnou hmotou bez větší interakce, takže je velmi obtížné je detekovat. Tato studie, publikovaná 10. března 2025 v časopise Physical Review Letters, však potenciálně oživila jiný typ temné hmoty s mnohem nižší hmotností než WIMP.

Drobné částice, velké důsledky
Vědci se domnívají, že tyto drobné částice temné hmoty do sebe narážejí a vytvářejí nové nabité částice v procesu zvaném „anihilace“. Tyto nově vzniklé nabité částice mohou následně ionizovat plynný vodík.

Předchozí pokusy vysvětlit tento proces ionizace se opíraly o kosmické záření, rychlé a energetické částice, které se šíří vesmírem. Toto vysvětlení se však potýkalo s určitými obtížemi, protože energetické signatury zaznamenané při pozorování centrální molekulární zóny (CMZ), kde k tomuto jevu dochází, se nezdají být dostatečně velké, aby je bylo možné připsat kosmickému záření. Zdá se, že takový proces není možný ani v případě WIMPů.

Lehčí alternativa temné hmoty?
Výzkumnému týmu zbylo vysvětlení, že zdroj energie způsobující anihilaci je pomalejší než kosmické záření a méně hmotný než WIMP.

Shyam Balaji řekl: „Hledání temné hmoty je největší honbou vědy, ale mnoho experimentů je situováno na Zemi. Pomocí plynu v CMZ pro jiný druh pozorování se můžeme dostat přímo ke zdroji. Data nám říkají, že temná hmota by potenciálně mohla být mnohem lehčí, než jsme si mysleli.“

„Pátrání po temné hmotě je jedním z nejdůležitějších cílů základní vědy, ale mnoho experimentů je realizováno na Zemi a čeká s nataženou rukou, až k nim temná hmota přijde. Díky tomu, že jsme nahlédli do středu naší Mléčné dráhy, naznačuje plynný vodík v CMZ, že bychom mohli být blíže k identifikaci důkazů o možné povaze temné hmoty,“ dodává Balaji.

Průlom v pochopení naší Galaxie
Tento objev může současně vysvětlit širší záhady naší Galaxie, jako je například specifický typ pozorování rentgenového záření nalezeného v centru Mléčné dráhy – známý jako „emisní čára 511 keV“. Tato specifická energetická signatura by mohla být také způsobena srážkami stejné temné hmoty o nízké hmotnosti, při nichž vznikají nabité částice.

Zdroj: https://scitechdaily.com/dark-matter-may-be-annihilating-itself-at-the-heart-of-the-milky-way/

autor: František Martinek