De första observationerna från det kinesiska orbitalobservatoriet DAMPE, utformat för att söka efter mörk materia, talar för att mörk materia faktiskt kan förfalla i närheten av jordens bana och i centrum av galaxen, säger forskare i en artikel i tidskriften Nature.
”Denna" avskärning "i spektrumet av kosmiska strålar, som vi upptäckte, kan indikera förekomsten av mörk materia. Å andra sidan kunde det ha sitt ursprung från någon annan källa till dessa partiklar. Mer information behövs för att besvara den här frågan, och vi förväntar oss fortfarande att DAMPE kommer att arbeta i minst ytterligare fem år,”sa Chang Jin från Zijinshan-observatoriet i Nanjing, Kina.
Mörka skyar
Under en lång tid trodde forskare att universum består av den materia som vi ser och som utgör grunden för alla stjärnor, svarta hål, nebulosor, dammkluster och planeter. Men de första observationerna av stjärnornas rörelsehastighet i närliggande galaxer visade att stjärnorna i deras utkanter rör sig i dem med en omöjligt hög hastighet, vilket var ungefär 10 gånger högre än beräkningarna baserade på massorna av alla stjärnorna i dem visade.
Anledningen till detta, enligt forskare idag, var den så kallade mörka materien - ett mystiskt ämne, som står för cirka 75% av materialmassan i universum. Vanligtvis har varje galax cirka 8-10 gånger mer mörk materia än sin synliga kusin, och denna mörka materie håller stjärnorna på plats och hindrar dem från att spridas.
Idag är nästan alla forskare övertygade om existensen av mörk materia, men dess egenskaper, förutom dess uppenbara gravitationspåverkan på galaxer och galaxkluster, förblir ett mysterium och ett föremål för kontrovers bland astrofysiker och kosmologer. Under lång tid har forskare antagit att det består av superheavy och "kalla" partiklar - "wimps" som inte visar sig på något sätt, förutom genom att locka synliga kluster av materia.
De första potentiella spåren av mörk materia hittades 2008 av den ryska satelliten Resurs-DK1, vars PAMELA-detektor upptäckte spår av ett ovanligt stort antal antimateriella partiklar i jordens omloppsbana, som, enligt forskare har föreslagit, kunde genereras genom förfall av detta mystiska ämne.
Kampanjvideo:
Senare bekräftades dessa uppgifter av AMS-02-detektorn ombord på ISS, men många astrofysiker håller inte med om denna idé och tror att faktiskt denna antimateria är av mindre exotiskt ursprung - det kunde ha genererats av pulsars eller andra avlägsna källor till kosmiska strålar med höga energier.
I år ifrågasattes "pulsar" -teorin efter publiceringen av data som samlats in av höghöjd HAWC-teleskopet, som observerar universum i gammaområdet. Detta återupplivade fysikernas intresse för "exotiska" förklaringar till denna underliga avvikelse i jordens omloppsbana.
Kosmologiska gåtor
DAMPE rymdteleskop, som sjösattes av Kina i jordens omloppsbana i december 2015, har testat dessa antaganden på andra sidan genom att observera extremt högenergiska kosmiska strålar av okänt ursprung, med sitt ursprung i centrum av vår galax och andra stjärnkluster.
Denna strålning, enligt vissa kosmologer idag, kan också uppstå till följd av förfall av mörk materia i de punkter där den ackumuleras särskilt mycket. Om så är fallet kommer de kosmiska strålarna som kommer från Galaxy-centrum att ha ett speciellt energispektrum - antalet partiklar kommer initialt att förändras relativt långsamt när energin ökar, men när den når en viss punkt kommer den att sjunka kraftigt.
De första antydningarna om förekomsten av denna "klippa", som påpekats av Jin, hittades under observationerna på AMS-02, men denna detektor kunde inte spåra de ultrahögenergipartiklar som DAMPE kan "se", och data från markbaserade teleskop var inte tillräckliga exakt för att säga säkert.
Enligt kinesiska fysiker är de uppgifter som samlats in av DAMPE under den första cykeln av dess operation från december 2015 till juni 2017 det första tydliga beviset för att denna "klippa" verkligen existerar och att den ligger exakt där den borde vara i enlighet med med teoriförutsägelser.
Under de kommande fem åren, hoppas Jin och hans kollegor, kommer DAMPE att samla in data om ytterligare 10 miljarder kosmiska strålar, vilket gör att forskare kan minska mätfel och äntligen bevisa att denna avvikelse finns.
Det är ännu inte klart om det uppstod till följd av förfall av mörk materia eller några mindre exotiska processer. Fysiker hoppas att observationer av ultrahöga energistrålar, vars energier överstiger 10 TeV, kommer att hjälpa oss att förstå om de har sitt ursprung under förfall av mörk materia eller genererades av pulsars eller supernovarester.
