science >> Wetenschap >  >> Astronomie

De geheimen van donkere materie ontsluiten

Een afbeelding van donkere materie rond de Melkweg. Krediet:Universiteit van Miami

De astrofysicus van de Universiteit van Miami, Nico Cappelluti, bestudeert de lucht. Een assistent-professor bij de afdeling Natuurkunde, Cappelluti is geïntrigeerd door de kosmische verschijnselen van superzware zwarte gaten, de aard van donkere materie, en actieve galactische kernen, dat is de zeer heldere lichtbron die in het centrum van veel sterrenstelsels wordt aangetroffen.

Onlangs, Cappelluti publiceerde bevindingen die inzicht zouden kunnen geven in een onderwerp dat wetenschappers en astrofysici al tientallen jaren onderzoeken:wat is donkere materie en waar komt het vandaan?

Volgens Esra Bulbul, een astrofysicus aan het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics en co-auteur van de studie van Cappelluti, ongeveer 95 procent van de massa in het universum bestaat uit materiaal dat onbekend en onzichtbaar is voor wetenschappers, dat is donkere materie.

Cappelluti's studie, gepubliceerd in Het astrofysische tijdschrift en gerechtigd, "Op zoek naar de 3,5 keV-lijn in de diepe velden met Chandra:de 10 MS-waarnemingen, " onderzoekt een interessante lichtbron die werd vastgelegd door vier verschillende telescopen die elk in een andere richting in de lucht wijzen. De lichtbron is onbekend en onherkenbaar voor wetenschappers en heeft nogal wat opschudding veroorzaakt in de wereld van de astrofysica. Bulbul vond ook de emissie lijn tijdens het bestuderen van clusters van sterrenstelsels in 2014.

"We gebruiken speciale telescopen om röntgenlicht in de lucht te vangen, en terwijl ik naar deze röntgenfoto's kijk, de telescopen merkten een onverwacht kenmerk op en vingen een spectrum van licht op, die niet wordt geproduceerd door enige bekende atomaire emissie, "zei Cappelluti. "Deze emissielijn wordt nu de 3,5 kiloelectron volt (keV) genoemd. Een interpretatie van deze emissielijn is dat deze wordt geproduceerd door het verval van donkere materie."

De vier telescopen die de 3,5 keV-emissie vastlegden, waren NASA's NuSTAR-telescoop, de XMM-Newton-telescoop van de European Space Agency (ESA), de Chandra-telescoop, en de Suzaku-telescoop uit Japan.

"Deze 3,5 keV-emissielijn is niet geïdentificeerd. We weten echt niet wat het is, " zei Bulbul. "Maar één theorie is dat het een steriel neutrino zou kunnen zijn, die ook bekend staat als rottende donkere materie. Wat echt interessant is aan het onderzoek van Dr. Cappelluti, is dat hij deze 3,5 keV-lijn in onze eigen melkweg vond."

"Indien bevestigd, dit zal ons vertellen wat donkere materie is en zou een van de belangrijkste ontdekkingen in de natuurkunde kunnen zijn, " zei Cappelluti. "We weten dat de Melkweg omgeven is door donkere materie. Zie het alsof we in een bel van donkere materie leven. Maar we willen ook de statistische zekerheid hebben van onze detectie, dus nu stellen we een steriele neutrino-taskforce samen."

Deze herfst, verschillende wetenschappers van over de hele wereld, waaronder de Bulbul van Harvard, plan om samen te komen aan de Universiteit van Miami om een ​​enorm dataminingproject te organiseren om deze 3,5 keV-emissielijn te onderzoeken en te onderzoeken.

"Het doel is nu om naar de lucht te blijven kijken totdat we krachtiger werkende telescopen hebben met een betere resolutie, die pas in 2021 klaar zal zijn, en deel en analyseer gegevens van andere wetenschappers die proberen de geheimen van donkere materie te ontdekken, ' zei Bulbul.