Eylemsiz nötrino karanlık madde varsayımı paramparça olabilir: 20 yıllık gözlemler, kanıt yok!
Evrendeki maddenin% 85'i karanlık maddeden oluşuyor, ancak hala karanlık maddenin ne olduğunu bilmiyoruz. Michigan Üniversitesi, Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı (Berkeley Lab) ve California Üniversitesi, Berkeley tarafından yapılan yeni bir çalışma, daha önce galaksilerden gelen gizemli elektromanyetik sinyalleri gözlemleyen karanlık maddeyi dışladı. Bu araştırmadan önce, insanların bu sinyallerin karanlık maddeyi tanımlamasına yardımcı olacak kesin kanıtlar sağlayacağına dair büyük umutları vardı. Karanlık madde, ışığı absorbe etmediği, yansıtmadığı veya yaymadığı için doğrudan gözlemlenemez.
Ancak bilim adamları, karanlık maddenin diğer maddeyi etkilediği için var olduğunu biliyor. Örneğin, galaksileri bir arada tutan çekim kuvvetini açıklamak için karanlık maddeye ihtiyaç vardır. Fizikçiler, karanlık maddenin nötrinoların yakın akrabası olduğuna inanıyorlar, aynı zamanda "inert" nötrinolar olarak da bilinirler. Nötrinolar, madde ile nadiren etkileşime giren ve güneşin içinde bir nükleer reaksiyon meydana geldiğinde açığa çıkan yüksüz atom altı parçacıklardır. Çok küçük bir kütleye sahiptirler, ancak bu kütle parçacık fiziğinin standart modeliyle açıklanamaz. Fizikçiler, varsayımsal bir parçacık olan atıl nötrinoların bu kütleyi açıklayabileceğine ve ayrıca karanlık madde olabileceğine inanıyor.
Michigan Üniversitesi'nde fizik profesörü yardımcısı ve ortak yazar Ben Safdi olan Ben Safdi şunları söyledi: Araştırmacılar, kararsız oldukları için hareketsiz nötrinoları tespit edebilmelidir. Eylemsiz nötrinolar, sıradan nötrinolara ve elektromanyetik radyasyona bozunur. Ardından, karanlık maddeyi tespit etmek için, fizikçiler galaksiyi tarayarak bu elektromanyetik radyasyonu X-ışını emisyonları şeklinde ararlar. Örneğin, 2014 yılında çığır açan bir çalışma, yakındaki galaksilerden ve galaksi kümelerinden aşırı X-ışını emisyonu buldu ve bu, etkisiz nötrino karanlık madde emisyonunun bozulmasıyla çakışıyor gibi görünüyordu.
Eylemsiz nötrinoların karanlık madde olduğuna dair hiçbir kanıt bulunamadı
Şimdi, XMM-Newtonian uzay X-ışını teleskopunun son 20 yılda galaksileri fotoğraflayan ham verilerini taradıktan ve analiz ettikten sonra, inert nötrinoların karanlık maddeyi oluşturan maddeler olduğunu gösteren hiçbir kanıt bulunamadı. Araştırma ekibi, Michigan Eyalet Üniversitesi ve Berkeley Laboratuvarı Teorik Ekibi'nde doktora öğrencisi Christopher Dessert ve araştırma sonuçları Science dergisinde yayınlanan Berkeley Teorik Fizik Merkezi'nde fizikçi olan Nicholas Rhodes'u içeriyordu. Araştırmacılar şunları söyledi: 2014'teki araştırmalar ve takip çalışmaları, bu sinyalin astrofizik ve parçacık fiziği topluluklarında büyük ilgi uyandırdığını doğruladı.
Çünkü mikro düzeyde karanlık maddenin tam olarak ne olduğunu ilk defa bilmek mümkün. Yeni keşif, karanlık maddenin etkisiz bir nötrino olmadığı anlamına gelmiyor, ancak 2014'te söylenenin aksine, var olduğuna dair şimdiye kadar deneysel bir kanıt olmadığı anlamına geliyor. XMM-Newton teleskopu gibi uzay tabanlı X-ışını teleskopları, karanlık madde bakımından zengin bir ortama işaret eder ve bu zayıf elektromanyetik radyasyonu X-ışını sinyalleri şeklinde arar. 2014 yılında yapılan bir keşif, sinyalin X-ışını dedektöründe göründüğü konum nedeniyle X-ışını emisyonuna "3.5 kev hattı" (kev, kiloelektron volt anlamına gelir) adını verdi.
Çalışma, Samanyolu'nda bu çizgiyi bulmak için XMM-Newton Uzay X-ışını Teleskobu ile elde edilen 20 yıllık arşiv verilerini kullanıyor. Fizikçiler karanlık maddenin galaksilerin etrafında toplandığını biliyorlar, bu yüzden önceki analiz yakın galaksilere ve galaksi kümelerine baktığında, bu görüntülerin her biri Samanyolu karanlık madde halesini yakaladı.Araştırma ekibi bu görüntüleri "galaksilerin çoğunu" gözlemlemek için kullandı. "Karanlık" kısım, inert trinos karanlık maddesini aramak için önceki analizin hassasiyetini büyük ölçüde geliştirir. Nereye bakarsanız bakın, Samanyolu'nun halesinden akan bir miktar karanlık madde olmalıdır çünkü güneş sistemi Samanyolu'nda yer almaktadır.Bu çalışmada karanlık madde halesi içinde yaşadığımız gerçeği kullanılmıştır.
Çalışmanın ortak yazarı, Michigan Üniversitesi fizik araştırmacısı ve doktora öğrencisi Christopher Desett şunları söyledi: 3.5keV çizgisinde gözlemlenen galaksi kümelerinin de büyük bir arka plan sinyali vardır, bu da gözlemde gürültü olarak hareket eder ve insanların doğru bir şekilde yapılmasını zorlaştırabilir. Karanlık maddeyle ilgili olabilecek belirli sinyalleri bulun. Samanyolu'nun karanlık madde halesinden gözlem yapmanın nedeni, arka planın çok daha düşük olmasıdır. Örneğin, XMM-Newton uydusu, Samanyolu'ndaki ayrı yıldızlar gibi izole edilmiş nesnelerin görüntülerini alır. Araştırmacılar bu görüntüleri aldılar ve orijinal ilgi nesnelerini gizleyerek, karanlık madde bozulmasının halesini aramak için ilkel ve karanlık bir ortam bıraktılar.
20 yıllık bu tür gözlemlerle birleştiğinde, inert nötrino karanlık maddenin tespiti eşi görülmemiş bir düzeye ulaştı. İnert nötrinolar karanlık maddeyse ve bozunmaları 3.5keV çizgisinin emisyonuyla sonuçlanırsa, araştırma ve analizlerde bu çizgi gözlemlendi, ancak inert nötrino karanlık maddesine dair hiçbir kanıt bulunamadı. Ne yazık ki, bu çalışma karanlık maddenin mikroskobik özelliklerinin ilk kanıtı gibi görünen şeyin üzerine soğuk su dökmüş olsa da, yakın gelecekte ortaya çıkabilecek karanlık maddeyi bulmak için yepyeni bir yol açıyor. Bir keşif.
Brocade | Araştırma / Gönderen: Michigan Üniversitesi
Referans Dergisi "Bilim"
Brocade Park Bilim, Teknoloji, Bilimsel Araştırma, Popüler Bilim
Takip edin Bokeyuan Daha fazlasını görün Damei Universe Science
