Entschlüsselung der Geheimnisse der dunklen Materie

Anonim

Der Astrophysiker der Universität Miami, Nico Cappelluti, studiert den Himmel. Cappelluti, Assistenzprofessor an der Fakultät für Physik, ist fasziniert von den kosmischen Phänomenen der supermassiven Schwarzen Löcher, der Natur der Dunklen Materie und aktiven Galaxienkernen, einer sehr hellen Lichtquelle im Zentrum vieler Galaxien.

Kürzlich veröffentlichte Cappelluti Erkenntnisse, die einen Einblick in ein Thema geben könnten, an dem Wissenschaftler und Astrophysiker seit Jahrzehnten forschen: Was ist Dunkle Materie und woher kommt sie?

Laut Esra Bulbul, einem Astrophysiker am Harvard-Smithsonian Center für Astrophysik und Co-Autor in Cappellutis Studie, bestehen etwa 95 Prozent der Masse im Universum aus Material, das für Wissenschaftler unbekannt und unsichtbar ist, das heißt Dunkle Materie.

Cappellutis Studie, veröffentlicht in The Astrophysical Journal und mit dem Titel: "Auf der Suche nach der 3, 5 keV Linie in den tiefen Feldern mit Chandra: die 10 MS Beobachtungen", untersucht eine interessante Lichtquelle, die von vier verschiedenen Teleskopen eingefangen wurde, von denen jedes in eine andere Richtung zeigt der Himmel. Die Lichtquelle ist den Wissenschaftlern unbekannt und unkenntlich und hat in der Welt der Astrophysik für Aufsehen gesorgt. Bulbul hat 2014 auch die Emissionslinie bei der Untersuchung von Galaxienhaufen gefunden.

"Wir benutzen spezielle Teleskope, um Röntgenlicht am Himmel einzufangen, und während man diese Röntgenstrahlen betrachtet, bemerken die Teleskope ein unerwartetes Merkmal und fangen ein Spektrum von Licht ein, das durch keine bekannte Atomemission erzeugt wird", sagte Cappelluti. "Diese Emissionslinie wird jetzt 3, 5 Kiloelektronenvolt (keV) genannt. Eine Interpretation dieser Emissionslinie ist, dass sie durch den Zerfall der Dunklen Materie erzeugt wird."

Die vier Teleskope, die die Emission von 3, 5 keV erfassten, waren das NuSTAR-Teleskop der NASA, das XMM-Newton-Teleskop der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), das Chandra-Teleskop und das Suzaku-Teleskop aus Japan.

"Diese 3, 5-keV-Emissionslinie ist nicht identifiziert. Wir wissen wirklich nicht, was es ist", sagte Bulbul. "Aber eine Theorie ist, dass es ein steriles Neutrino sein könnte, das auch als zerfallende Dunkle Materie bekannt ist. Was wirklich interessant an Dr. Cappellutis Studie ist, ist dass er diese 3, 5 keV Linie in unserer eigenen Galaxie gefunden hat."

"Wenn dies bestätigt wird, wird uns dies sagen, was dunkle Materie ist und könnte eine der wichtigsten Entdeckungen in der Physik sein", sagte Cappelluti. "Wir wissen, dass die Milchstraße von dunkler Materie umgeben ist. Denken Sie daran, als ob wir in einer Blase aus dunkler Materie leben. Aber wir wollen auch die statistische Sicherheit unserer Entdeckung haben, also stellen wir jetzt ein steriles Neutrino zusammen Einsatzgruppe."

In diesem Herbst planen mehrere Wissenschaftler aus der ganzen Welt, einschließlich Harvards Bulbul, sich an der Universität von Miami zu versammeln, um ein riesiges Data-Mining-Projekt zu organisieren, um diese 3, 5-keV-Emissionslinie zu untersuchen und zu erforschen.

"Das Ziel ist nun, weiter in den Himmel zu schauen, bis wir leistungsfähigere Operationsteleskope mit besserer Auflösung erhalten, die erst 2021 fertig sein werden, und Daten von anderen Wissenschaftlern teilen und analysieren, die versuchen, die Geheimnisse der Dunklen Materie aufzudecken, sagte Bulbul.

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