Låser op for hemmelighederne bag mørkt stof

Astrofysiker Nico Cappelluti fra University of Miami studerer himlen. En adjunkt i Fysisk Afdeling, Cappelluti er fascineret af de kosmiske fænomener med supermassive sorte huller, mørkt stofs natur, og aktive galaktiske kerner, som er den meget skarpe lyskilde, der findes i centrum af mange galakser.

For nylig, Cappelluti offentliggjorde resultater, der kunne give indsigt i et emne, videnskabsmænd og astrofysikere har undersøgt i årtier:Hvad er mørkt stof, og hvor kommer det fra?

Ifølge Esra Bulbul, en astrofysiker ved Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics og medforfatter i Cappellutis undersøgelse, omkring 95 procent af massen i universet består af materiale, der er ukendt og usynligt for videnskabsmænd, det er mørkt stof.

Cappellutis undersøgelse, udgivet i The Astrophysical Journal og berettiget, "Søger efter 3,5 keV-linjen i de dybe felter med Chandra:de 10 MS observationer, " undersøger en interessant lyskilde, der blev fanget af fire forskellige teleskoper, der hver peger i en anden retning på himlen. Lyskilden er ukendt og uigenkendelig for forskere og har forårsaget en del opsigt i astrofysikkens verden. Bulbul fandt også emissionen linje, mens han studerede galaksehobe i 2014.

"Vi bruger specielle teleskoper til at fange røntgenlys på himlen, og mens du ser på disse røntgenbilleder, teleskoperne bemærkede et uventet træk og fangede et lysspektrum, som ikke er produceret af nogen kendt atomare emission, " sagde Cappelluti. "Denne emissionslinje kaldes nu 3,5 kiloelektronvolt (keV). En fortolkning af denne emissionslinje er, at den er produceret af mørkt stofs henfald."

De fire teleskoper, der fangede 3,5 keV-emissionen, var NASAs NuSTAR-teleskop, Den Europæiske Rumorganisations (ESA) XMM-Newton-teleskop, Chandra-teleskopet, og Suzaku-teleskopet fra Japan.

"Denne 3,5 keV emissionslinje er uidentificeret. Vi ved virkelig ikke, hvad det er, " sagde Bulbul. "Men en teori er, at det kunne være en steril neutrino, som også er kendt som henfaldende mørkt stof. Det, der virkelig er interessant ved Dr. Cappellutis undersøgelse er, at han fandt denne 3,5 keV-linje i vores egen galakse."

"Hvis bekræftet, dette vil fortælle os, hvad mørkt stof er og kunne være en af ​​de største opdagelser i fysik, " sagde Cappelluti. "Vi ved, at Mælkevejen er omgivet af mørkt stof. Tænk på det, som om vi lever i en boble af mørkt stof. Men vi ønsker også at have den statistiske sikkerhed for vores påvisning, så nu sammensætter vi en Task Force for sterile neutrinoer."

Dette efterår, flere videnskabsmænd fra hele verden, inklusive Harvards Bulbul, planlægger at samles på University of Miami for at organisere et massivt datamining-projekt for at undersøge og forske i denne 3,5 keV emissionslinje.

"Målet nu er at fortsætte med at se på himlen, indtil vi får mere kraftfulde operationsteleskoper med bedre opløsning, som først er klar i 2021, og del og analyser data fra andre videnskabsmænd, der forsøger at afdække hemmelighederne bag mørkt stof, " sagde Bulbul.