Awan besar partikel tak terlihat tampaknya hilang dari Bima Sakti

Awan besar partikel tak terlihat tampaknya hilang dari Bima Sakti

Para ilmuwan tidak setuju tentang bagaimana menafsirkan kertas baru dengan implikasi berat untuk materi gelap terang.

Bimasakti mungkin kehilangan sinar-X aneh yang lama dikaitkan dengan materi gelap di galaksi lain, sebuah studi baru menemukan. Jika halo yang bercahaya ini benar-benar hilang – dan fisikawan yang tidak terlibat dalam penelitian ini sangat skeptis itu benar-benar tidak ada – itu akan memberikan pukulan bagi teori bahwa materi gelap terdiri dari “neutrino steril” yang hipotetis. Neutrino steril adalah sepupu hantu teoretis dari neutrino subatomik redup yang telah ditemukan para ilmuwan, dan mungkin ada atau tidak ada.

Para peneliti dari studi baru, yang diterbitkan pada 27 Maret di jurnal Science, mencari halo yang bersinar ini dengan cara yang sedikit berbeda dari upaya sebelumnya, sesuatu yang merupakan titik pertengkaran terbesar di antara fisikawan lainnya.

Apa hubungannya dengan resolusi energi?

Materi gelap adalah yang terbesar yang tidak diketahui di alam semesta. Para ilmuwan tahu itu ada di sana, terutama karena mereka dapat melihat efek gravitasi di galaksi; bintang dan gas yang dikenal hampir tidak cukup berat untuk mengikat galaksi bersama. Jadi, ahli astrofisika percaya bahwa galaksi memiliki “lingkaran cahaya” tak terlihat dari materi gelap yang menyediakan sebagian besar yang hilang, dan secara bersama-sama menyumbang 85% dari massa alam semesta. (Ada beberapa jenis bukti untuk materi gelap di luar sana, tapi ini yang besar.) Namun, mereka tidak tahu dari apa bahan misteri ini dibuat.

Beberapa teori melibatkan partikel spekulatif yang relatif berat, yang disebut WIMPS. Lainnya melibatkan partikel ultralight yang disebut axions. Bahkan ada teori eksotis, yang tidak diterima secara luas yang mengandalkan keberadaan lubang hitam kecil. Tetapi yang paling sederhana, dalam hal tertentu, hanya melibatkan sedikit model fisikawan dari neutrino – partikel ultra-ringan yang mengalir melalui ruang, hanya berinteraksi sangat lemah dengan partikel lain. Saat ini, ada tiga jenis neutrino yang dikenal: neutrino elektron, muon neutrino dan tau neutrino. Tetapi beberapa fisikawan partikel menduga bahwa ada variasi keempat: neutrino steril. Neutrino yang lebih berat ini tidak akan berinteraksi dengan partikel lain sama sekali, kecuali melalui gravitasi dan ketika meluruh. Dan karena penambahannya yang besar, ia tidak bergerak dengan cepat di luar angkasa seperti neutrino lainnya. Itu berarti bahwa neutrino steril tidak terbang terpisah satu sama lain tetapi membentuk awan, menunjukkan bahwa mereka mungkin dapat membentuk lingkaran cahaya seperti halnya materi gelap.

Ada satu perbedaan penting antara neutrino steril dan kandidat materi gelap lainnya: Seiring waktu, neutrino steril membusuk menjadi partikel yang kita ketahui, termasuk foton sinar-X. Para peneliti pada 1990-an dan awal 2000-an menyarankan bahwa lingkaran cahaya dari neutrino steril akan menghasilkan cahaya redup pada panjang gelombang tertentu pada spektrum sinar-X. Dan pada tahun 2014, dengan menambahkan bersama sinar X yang terdeteksi dari 73 cluster galaksi yang berbeda, tim peneliti Harvard tampaknya menemukan cahaya yang tepat dalam kisaran yang diharapkan: lonjakan samar sinar X pada tingkat energi 3,5 kilo- electron volts (keV adalah ukuran tingkat energi partikel yang menghasilkan cahaya).

Lusinan penelitian lanjutan telah mendeteksi kemilau 3,5 keV yang serupa (disebut garis 3,5 keV) pada kelompok galaksi lain, meskipun setidaknya beberapa pencarian untuk garis tersebut – khususnya di galaksi Draco – telah kosong.

Rodd memiliki pendapat sebaliknya: bahwa memperhitungkan terlalu banyak spektrum sinar-X berarti termasuk fitur-fitur yang tidak relevan dengan garis 3,5 keV, dan itu mungkin mendistorsi model Anda tentang seperti apa radiasi sinar-X latar belakang Bima Sakti terlihat seperti . Itu membuatnya sulit untuk benar memisahkan garis 3,5 keV dari latar belakang, ia berpendapat.

Temuan balasan

Dalam makalah lain, belum diterbitkan dalam jurnal peer-review tetapi dirilis sebagai pracetak pada Februari 2019, kelompok peneliti yang berbeda – ahli astronom sinar-X – menyumbang petak yang lebih luas dari spektrum sinar-X. Menggunakan teknik yang lebih diterima secara luas, mereka mencari garis 3,5 keV di Bima Sakti. Dan mereka menemukannya.

“Keluhan utama yang saya dengar [tentang studi baru] adalah bahwa mereka [melihat] terlalu sempit, dan oleh karena itu apa yang terjadi adalah mereka sebenarnya menangkap beberapa sinyal [3,5 keV] itu sendiri, yang kemudian mereka panggil latar belakang, “kata Tim Tait, ketua Departemen Fisika dan Astronomi di University of California Irvine, yang tidak terlibat dengan studi tersebut.

Tait, seorang ahli fisika partikel dengan keahlian dalam materi gelap yang biasanya tidak bekerja dengan sinar-X, adalah sedikit pengamat yang berpengetahuan luas terhadap perselisihan itu, dan tidak terlalu tajam sebagai kritikus kertas seperti Abazajian.

“Mereka sangat berhati-hati dalam pekerjaan mereka, dan sejauh analisis mereka berjalan, saya tidak melihat ada yang salah. Tapi saya benar-benar ingin melihat rentang frekuensi yang lebih luas diplot hanya untuk melihat apa yang terjadi dengan data, ” dia berkata.

Sumber : www.space.com

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *