Amerikanska astronomer har upptäckt att den mystiska gammastrålningen som härstammar från galaxens centrum inte är förknippad med förfall av mörk materia, utan med flera hundra pulsars. Detta anges i en artikel som skickades till publikationen i Astrophysical Journal.
”Våra observationer visar att mörk materia inte behövs för att förklara varför vi ser överskott av gammastrålning från centrum av vår Galaxy. Vi hittade en stor population av pulsars i regionerna kring Mjölkvägens centrum, vilket fick oss att titta igenom historien om dess bildning, säger Mattia Di Mauro från Stanford University (USA).
I flera år har Di Mauro och andra forskare från Fermi-samarbetet undersökt ett av galaxens viktigaste mysterier - varför dess centrala del producerar märkbart mer gammastrålning i spektrumets högenergi-del än beräkningar baserade på tätheten av fördelningen av stjärnor och aktivitet i mitten av det svarta hål.
Detta fenomen, som upptäcktes av Fermi-teleskopet 2009, har fått många forskare att tro att överskott av gammastrålar är en följd av förfall av mörka materialpartiklar i mitten av Vintergatan. Därför övervakar astrofysiker och kosmologer ständigt den centrala delen av galaxen och försöker bekräfta eller förneka denna idé och letar också efter liknande spår av gammastrålning i kärnorna i andra galaxer.
Från astrofysikens synvinkel, för att motbevisa det, är det nödvändigt att visa att gammafotoner från mitten av Vintergatan flyger mot oss från punktljuskällor, som kan vara pulsars eller andra kompakta föremål. Om de genereras av förfallna partiklar av mörk materia kommer överskottsstrålningen att fördelas jämnt över himlen.
Di Mauro och andra astronomer som arbetar med Fermi har kommit nära till att lösa gammapuzzlet på Vintergatan, efter att ha hittat ungefär fyra hundra pulsarer som avger i gammaområdet i bilder av det galaktiska mitten. Nyckeln till upptäckten var nya algoritmer för att förbättra bildkvaliteten, tack vare vilken forskare för första gången kunde "se" pulsskärans punktkällor.
Som påpekats av Di Mauro skiljer sig pulsars från andra källor för gammastrålning (supernovaer, aktiva galaktiska kärnor och joniserad gas) genom att strukturen i spektrumet för deras strålning är starkt beroende av var glödetoppen i gammafältet ligger.
Vägledd av denna idé analyserade forskare de senaste bilderna av det galaktiska centrumet, erhållet med LAT-instrumentet ombord på Fermi, och hittade ungefär fyra hundra pulsars i utkanten av Vintergatens kärna. Astronomer är hundra procent säkra på att 66 av dem finns. Totalt, som beräkningarna av di Mauro och hans kollegor visar, kan det finnas cirka 1300 pulsars i centrum av galaxen, vars gammastrålning kommer att räcka för att förklara den anomali upptäckt av Fermi för nästan tio år sedan.
Kampanjvideo:
Som forskaren konstaterar var upptäckten av ett så stort antal gammapulser en relativt överraskning för hans team. Pulsars - resterna av länge döda stjärnor som har uttömt sina reserver av väte och helium - lever i detta tillstånd under relativt kort tid enligt kosmiska standarder, cirka fem till tio miljoner år.
Å andra sidan är det galaktiska centrumet en av de äldsta delarna av Vintergatan, och det är mycket osannolikt att alla dessa pulsars bildades under de senaste 10 miljoner åren. Enligt Di Mauro antyder detta att de flesta gammapulser inte bor där ensamma, utan i sällskap med en annan stjärna, vars materia de regelbundet stjäl för att "snurra" sig själva.
Betyder det att mörk materia inte finns? Som Di Mauro betonar säger upptäckten bara att partiklar av mörk materia inte förfaller vid galaxens centrum och uppför sig annorlunda än vad som tidigare trott. Inom en snar framtid planerar Fermi-teamet att utföra mer detaljerade observationer av dessa pulsare med markbaserade radioteleskop som kan fånga sina pulsationer och slutligen bevisa att mörk materia inte är skylden för överskottet av gammastrålar.
