Innowacyjne przemyślenie informacji rentgenowskich z gromad galaktycznych pomoże wyjaśnić naturę ciemnej materii. W tym celu wykorzystano obserwatorium rentgenowskie Chandra, XMM-Newton i Hitomi. Jeśli ich dane zostaną potwierdzone przez przyszłe obserwacje, będziemy w stanie zrozumieć tajemniczą niewidzialną substancję, która wypełnia 85% materii Wszechświata.
Badanie rozpoczęło się w 2014 r., Kiedy astronomowie zarejestrowali gwałtowny wzrost intensywności z wyjątkowo specyficzną energią w galaktycznym skupisku Perseusza. Ta linia emisyjna ma energię 3,5 keV. Ta intensywność była trudna do wyjaśnienia w kategoriach znanych przedmiotów, dlatego sugerowali istnienie ciemnej materii. Później zbadano 73 inne gromady galaktyczne i znaleziono te same wyniki. Po 2 tygodniach inny zespół naukowców doszedł do tego samego wniosku.
Szybkie spojrzenie na Gromadę Perseusza
Ale te dwa wyniki pozostały kontrowersyjne: ktoś znalazł linię 3,5 keV, podczas gdy inni nie. Debata zakończyła się w 2016 r. Wraz z pojawieniem się Hitomi, mającego na celu wyszukiwanie takich funkcji. Więc ten teleskop nie mógł znaleźć linii 3,5 keV w Persey. Ale tutaj historia robi ostry zwrot.
Niektórzy uczeni zauważyli, że wizerunek Hitomi był o wiele bardziej dziwaczny niż pokazał Chandra. Okazało się, że dane Perseusza są reprezentowane przez mieszaninę sygnałów rentgenowskich z dwóch źródeł: rozproszonego składnika gorącego gazu, który pochłonął centrum galaktyczne, oraz promieni X w pobliżu supermasywnej czarnej dziury. Podczas korzystania z Chandry możliwe było oddzielenie tych źródeł i ujawnienie nadmiaru promieni X przy 3,5 keV. Stąd potrzeba wyjaśnienia tego zachowania: wykrycie absorpcji promieniowania rentgenowskiego w badaniu czarnej dziury i emisji promieni przy tej samej energii, ale już w badaniu gorącego gazu.
Najnowsze dane pokazują, że absorpcja promieniowania rentgenowskiego przy 3,5 keV jest wykrywana w regionie wokół czarnej dziury w centrum Perseusza. Oznacza to, że cząstki ciemnej materii w gromadzie absorbują i uwalniają promieniowanie. Jeśli nowy model jest prawdziwy, pewnego dnia pomoże określić prawdziwą naturę ciemnej materii.
To zachowanie jest znane naukowcom badającym gwiazdy i chmury gazu za pomocą teleskopów optycznych. Starlight często wykazuje linie absorpcji. Absorpcja usuwa atomy z niskiego do wysokiego stanu energii. Atom szybko przechodzi do niskiej energii i uwalnia światło. Jeśli tylko podążamy za chmurą w kierunku od gwiazdy, wówczas znajdzie się tylko światło fluorescencyjne.
Naukowcy uważają, że cząstki ciemnej materii mogą zachowywać się jak atomy z dwoma stanami energii oddzielonymi 3,5 keV. Aby poznać nowe szczegóły, naukowcy będą musieli obserwować skupisko Perseusza i tym podobnych.
