Pomimo ponad sześćdziesięciu lat badań, ciemna materia wciąż pozostaje jedną z największych tajemnic współczesnej fizyki. Wiemy, że stanowi około 85% masy Wszechświata, ale nadal nie udało się jej bezpośrednio wykryć ani zidentyfikować cząstek, które ją tworzą. Jednak nowe badania dostarczają kolejnych wskazówek na temat jej właściwości. Międzynarodowy zespół naukowców opracował nową metodę badania ciemnej materii, która pozwoliła na ustalenie nowych granic jej potencjalnego rozpadu.
Zespół badaczy, kierowany przez Wen Yin z Uniwersytetu Metropolitalnego w Tokio, wykorzystał spektrograficzną analizę światła docierającego do nas z dwóch karłowatych galaktyk – Leo V i Tucana II. Dane zbierano przy użyciu 6,5-metrowego teleskopu Magellana Clay’a w Chile, wykorzystując instrument WINERED, który pozwala na badanie światła w zakresie bliskiej podczerwieni.
Badacze skupili się na jednym z teoretycznych modeli ciemnej materii, według którego cząstki tzw. aksjonopodobne (ALP) mogą ulegać rozpadowi, emitując promieniowanie w określonym zakresie spektralnym. Ich analiza wykazała, że w świetle pochodzącym z galaktyk Leo V i Tucana II nie zaobserwowano śladów takiego rozpadu. To pozwoliło im oszacować dolną granicę czasu życia ALP na wartość od dziesięciu do stu milionów razy większą niż wiek Wszechświata.
Ciemna materia to koncepcja powstała na podstawie obserwacji ruchu galaktyk i gromad galaktycznych. Według ogólnej teorii względności Einsteina, masa wpływa na zakrzywienie czasoprzestrzeni i determinuje sposób, w jaki poruszają się obiekty kosmiczne. Astronomowie zauważyli jednak, że obserwowane prędkości gwiazd w galaktykach są wyższe, niż wynikałoby to z widocznej masy. Jedynym wyjaśnieniem jest istnienie dodatkowej, niewidzialnej substancji – ciemnej materii – która wpływa na grawitację.
Pomimo że najnowsze badania nie pozwoliły bezpośrednio wykryć ciemnej materii, są istotnym krokiem w jej zrozumieniu. Wyniki sugerują, że jeśli cząstki ciemnej materii rzeczywiście istnieją, muszą być niezwykle stabilne. Kolejne badania będą się koncentrować na dalszym precyzowaniu granic ich rozpadu oraz poszukiwaniu innych sygnałów, które mogłyby pomóc w ich identyfikacji.
Naukowcy są zgodni – choć ciemna materia wciąż pozostaje nieuchwytna, jej istnienie jest kluczowe dla zrozumienia ewolucji Wszechświata. Kolejne misje kosmiczne, jak teleskop Euclid, oraz przyszłe eksperymenty laboratoryjne mogą wreszcie przynieść odpowiedzi na pytania, które od dziesięcioleci intrygują fizyków i astronomów.
Źródło: Universal Today
