De første observationer af det kinesiske kredsende observatorium DAMPE, designet til at søge efter mørkt stof, taler for det faktum, at mørkt stof rent faktisk kan henfalde i nærheden af Jordens bane og i midten af Galaxy, siger forskere i en artikel i tidsskriftet Nature.
”Denne 'afskæring' i spektret af kosmiske stråler, som vi opdagede, kan indikere eksistensen af mørkt stof. På den anden side kunne det stamme fra en anden kilde til disse partikler. Flere data er nødvendige for at besvare dette spørgsmål, og vi forventer stadig, at DAMPE opererer i mindst yderligere 5 år,”sagde Chang Jin fra Zijinshan-observatoriet i Nanjing, Kina.
Mørke skyer
I lang tid troede forskere, at universet består af det stof, vi ser, og som danner grundlaget for alle stjerner, sorte huller, tåge, støvklynger og planeter. Men de første observationer af hastigheden for bevægelse af stjerner i nærliggende galakser viste, at stjernerne i deres udkant bevæger sig i dem med en umulig høj hastighed, som var omkring 10 gange højere end beregningerne baseret på masserne af alle stjernerne i dem viste.
Årsagen til dette var ifølge videnskabsfolk i dag den såkaldte mørke stof - et mystisk stof, der tegner sig for omkring 75% af massen af stof i universet. Typisk har hver galakse omkring 8-10 gange mere mørkt stof end dets synlige fætter, og denne mørke stof holder stjernerne på plads og forhindrer dem i at sprede sig.
I dag er næsten alle videnskabsmænd overbeviste om eksistensen af mørkt stof, men dets egenskaber udover dets åbenlyse gravitationspåvirkning på galakser og galakse klynger forbliver et mysterium og genstand for kontrovers blandt astrofysikere og kosmologer. I lang tid har forskere antaget, at det er sammensat af superheavy og "kolde" partikler - "wimps", som ikke manifesterer sig på nogen måde, undtagen ved at tiltrække synlige klynger af stof.
De første potentielle spor af mørkt stof blev fundet i 2008 af den russiske satellit Resurs-DK1, hvis PAMELA-detektor opdagede spor af et usædvanligt stort antal antimaterielle partikler i Jordens bane, som forskere har antydet at kunne genereres ved henfald af dette mystiske stof.
Salgsfremmende video:
Senere blev disse data bekræftet af AMS-02-detektoren ombord på ISS, men mange astrofysikere er uenige i denne idé og mener, at dette antimateri faktisk er af mindre eksotisk oprindelse - det kunne have været genereret af pulsarer eller andre fjerne kilder til kosmiske stråler med høje energier.
I år blev "pulsar" -teorien sat i tvivl efter offentliggørelsen af data indsamlet af HAWC-teleskopet i høj højde, der observerer universet i gammaområdet. Dette genoplivede fysikernes interesse i "eksotiske" forklaringer på denne underlige afvigelse i Jordens bane.
Kosmologiske gåder
DAMPE-rumteleskopet, der blev lanceret af Kina i Jordens bane i december 2015, har testet disse antagelser på den anden side ved at observere ultra-højenergi-kosmiske stråler af ukendt oprindelse med oprindelse i centrum af vores Galaxy og andre stjerneklynger.
Denne stråling kan ifølge nogle kosmologer i dag også opstå som et resultat af forfald af mørkt stof på de punkter, hvor det akkumuleres især meget. Hvis dette er tilfældet, vil de kosmiske stråler, der udspringer fra midten af Galaxy, have et specielt energispektrum - antallet af partikler vil i første omgang ændre sig relativt langsomt, efterhånden som energien stiger, men når den når et bestemt punkt, synker den kraftigt ned.
De første tip om eksistensen af denne "klippe", som bemærket af Jin, blev fundet under observationer på AMS-02, men denne detektor kunne ikke spore ultrahøj energi-partikler, som DAMPE kan "se", og data fra jordbaserede teleskoper var ikke tilstrækkelige nøjagtig for at sige det med sikkerhed.
Ifølge kinesiske fysikere er de data, der er indsamlet af DAMPE i den første cyklus af sin operation fra december 2015 til juni 2017, det første klare bevis for, at denne "klippe" virkelig eksisterer, og at den ligger nøjagtigt, hvor den skal være i overensstemmelse med med teoriforudsigelser.
I løbet af de næste fem år, håber Jin og hans kolleger, vil DAMPE indsamle data om yderligere 10 milliarder kosmiske stråler, som giver forskere mulighed for at reducere målefejl og endelig bevise, at denne afvigelse eksisterer.
Det er endnu ikke klart, om det opstod som et resultat af henfald af mørkt stof eller nogle mindre eksotiske processer. Fysikere håber, at det at observere stråler med ultrahøj energi, hvis energier overstiger 10 TeV, vil hjælpe os med at forstå, om de stammer fra under henfaldet af mørkt stof eller blev genereret af pulsarer eller supernovarester.