Πίσω στο 2009, αστρονόμοι που χρησιμοποιούσαν το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Ακτίνων Γάμμα Fermi παρατήρησαν ότι υπήρχε πολύ περισσότερη ακτινοβολία γάμμα από το κέντρο του Γαλαξία μας από ό,τι θα αναμενόταν δεδομένων των αντικειμένων εκεί. Από τότε, εμφανίστηκαν δύο θεωρίες για να εξηγήσουν αυτό το «Υπερβολικό Κέντρο του Γαλαξία» (Galactic Center Excess – GCE).
Η μία θεωρία υποστηρίζει ότι οι επιπλέον ακτίνες γάμμα δημιουργούνται από χιλιάδες αόρατους χιλιοδευτερολέπτων παλμούς (MSPs) στο κέντρο του Γαλαξία, ενώ η άλλη προτείνει ότι η σκοτεινή ύλη που αυτοκαταστρέφεται μπορεί επίσης να είναι η πηγή. Έρευνα από τον Moortis Muru και τους συν-συγγραφείς του στο Ινστιτούτο Αστροφυσικής Leibniz Potsdam (AIP) δεν λύνει απαραίτητα το αίνιγμα, αλλά ισορροπεί ξανά τις δύο θεωρίες.
Οι MSPs είναι ένας τύπος αστέρα νετρονίων που περιστρέφεται χιλιάδες φορές το δευτερόλεπτο, εκτοξεύοντας ακτινοβολία κατά μήκος της τροχιάς τους. Είναι χρήσιμοι για πολλά, από αστροφυσικά πειράματα μέχρι διαστημική ναυτιλία, και σε πολλές περιπτώσεις είναι πολύ εύκολο να παρατηρηθούν.
Ωστόσο, η «κεντρική διόγκωση» στο κέντρο του γαλαξία μας είναι τόσο φωτεινή που καλύπτει το ορατό τους φως, καθιστώντας τους ουσιαστικά αόρατους μέσα στο χάος του γαλαξιακού κέντρου. Η θεωρία λέει ότι οι ακτίνες γάμμα τους θα μπορούσαν να φτάσουν έξω, και αν υπήρχαν αρκετοί MSPs στο κέντρο, θα μπορούσαν να είναι η πηγή του GCE.
Η σκοτεινή ύλη, από την άλλη, είναι αόρατη όπου και αν βρίσκεται. Στη θεωρία που εξηγεί το GCE, αποτελείται από Σωματίδια Μεγάλης Μάζας με Ασθενείς Αλληλεπιδράσεις (WIMPs), τα οποία συγκεντρώνονται από τη βαρυτική έλξη του γαλαξιακού κέντρου και στη συνέχεια αυτοκαταστρέφονται, δημιουργώντας τις υπερβολικές ακτίνες γάμμα και άλλα σωματίδια του Κανονικού Μοντέλου στη διαδικασία.
Ένα σημαντικό κομμάτι δεδομένων που συλλέχθηκε από το Fermi κατά την αρχική του παρατήρηση φαινόταν να υποστηρίζει τους MSPs αντί για τη σκοτεινή ύλη ως πηγή του GCE. Φαινόταν ότι οι ακτίνες γάμμα δεν προέρχονταν από μια τέλεια σφαίρα, όπως θα αναμενόταν αν η σκοτεινή ύλη είχε συγκεντρωθεί βαρυτικά σε σφαιρικό κέντρο του γαλαξία.
Αντίθετα, είχε μια «κουτιού» εμφάνιση, με κάποιες πλευρές πιο επίπεδες από μια σφαίρα. Αυτό ταίριαζε καλά με τα μοντέλα που προέβλεπαν την κατανομή των MSPs, αλλά όχι τόσο με τα μοντέλα της σκοτεινής ύλης.
Στη νέα έρευνα, οι συγγραφείς χρησιμοποίησαν ένα σύνολο προσομοιώσεων που ονομάζεται High-Resolution Environment Simulations of The Immediate Area (HESTIA) για να μοντελοποιήσουν τι συνέβη κατά τον σχηματισμό του Γαλαξία μας. Δημιούργησαν ένα «ψηφιακό δίδυμο» του γαλαξία και παρακολούθησαν τον σχηματισμό του μέσω αλληλεπιδράσεων, και μερικές φορές απορροφήσεων, με άλλους κοντινούς γαλαξίες. Ως αποτέλεσμα, ο προσομοιωμένος Γαλαξίας μας δεν έχει συγκεντρωμένη τη σκοτεινή ύλη στο κέντρο σε σφαιρικό σχήμα αλλά έχει «κουτιού» εμφάνιση, ακριβώς όπως το μοτίβο που αναμένεται για το GCE.
Όταν μοντελοποίησαν τις ακτίνες γάμμα που εκπέμπονται από γεγονότα αυτοκαταστροφής με αυτό το σχήμα, διαπίστωσαν ότι ταιριάζουν με τα δεδομένα περίπου το ίδιο καλά με τα μοντέλα που χρησιμοποιούν MSPs.
Αυτό σημαίνει, φυσικά, ότι χρειάζονται περισσότερα δεδομένα. Η έρευνα δεν μπορεί να πει με βεβαιότητα ποιο μοντέλο είναι πιο ακριβές περιγράφει μια προσομοίωση που δείχνει ότι είναι δυνατόν να ταιριάξει το GCE με ακτίνες γάμμα από αυτοκαταστρεφόμενη σκοτεινή ύλη.
Αλλά για να διακριθούν πραγματικά οι δύο θεωρίες, οι αστροφυσικοί θα χρειαστούν περισσότερα δεδομένα. Ελπίζουν να τα αποκτήσουν όταν το Τηλεσκόπιο Τσέρενοφ (Cherenkov Telescope Array – CTA) τεθεί πλήρως σε λειτουργία το 2028. Τα μοντέλα είναι τόσο καλά όσο τα δεδομένα στα οποία βασίζονται, και οι επιστήμονες θα πρέπει απλώς να περιμένουν για αυτά τα καλύτερα δεδομένα τουλάχιστον προς το παρόν.
Πηγή: Universetoday
