De mysterieuze gammastralen die uit het galactische centrum komen, worden gegenereerd door jonge neutronensterren die in het dichtste deel van de kern van de Melkweg leven, niet door het verval van donkere materiedeeltjes. Dit is de conclusie van astrofysici die een artikel publiceerden in het tijdschrift Nature.
“Op deze afstand zullen de individuele fluxen van gammastraling die door deze dode sterren worden gegenereerd, samenvloeien en een gelijkmatig verdeeld signaal vormen, vergelijkbaar met het signaal dat zou moeten optreden wanneer donkere materiedeeltjes vervallen. Dit wordt ondersteund door het feit dat milliseconde pulsars in de buurt van de aarde worden beschouwd als heldere bronnen van gammastraling,”zei Roland Crocker van de Australian National University in Canberra.
Donkere materie is een onzichtbare substantie, waarvan de aanwezigheid alleen kan worden beoordeeld aan de hand van het gravitatie-effect; het heeft geen wisselwerking met elektromagnetische golven, dat wil zeggen dat het geen straling uitzendt, absorbeert of weerkaatst. Het aandeel van gewone materie is goed voor 4,9% van de massa van het heelal, donkere materie - 26,8%. De meeste natuurkundigen geloven tegenwoordig dat donkere materie kan bestaan uit zware, zwak op elkaar inwerkende deeltjes, de zogenaamde "watjes".
In 2009 ontdekte de onlangs gelanceerde Fermi-gammastralingstelescoop in 2009, zoals wetenschappers het toonden, de eerste sporen van donkere materie in de vorm van een mysterieuze overmaat aan gammastraling in het centrum van de Melkweg, waarvan de helderheid in het hoogenergetische deel van het spectrum de theoretisch voorspelde waarden aanzienlijk overschreed. Zoals wetenschappers toen suggereerden, was de bron van deze straling het verval van de botsende "WIMP's".
Vanuit het oogpunt van astrofysica is het vrij eenvoudig om deze theorie te weerleggen - hiervoor is het noodzakelijk om aan te tonen dat gammafotonen vanuit het centrum van de Melkweg naar ons toe vliegen vanuit puntbronnen van licht, die pulsars en andere compacte objecten kunnen zijn. Als ze worden gegenereerd door rottende deeltjes van donkere materie, wordt de "overtollige" straling gelijkmatig over de lucht verdeeld.
Crocker en zijn collega's vonden het eerste bewijs voor deze theorie door de beelden te analyseren die de Fermi-telescoop de afgelopen jaren ontving bij het observeren van het centrum van de Melkweg. Wetenschappers verwerkten ze met behulp van speciale statistische algoritmen die alle niet-puntbronnen van gammagolven konden "verwijderen", en probeerden te begrijpen wat alle andere fakkels veroorzaakt.
Hiervoor hebben astrofysici enkele tientallen computermodellen van de galactische kern gemaakt, waarin de rol van puntbronnen van gammastraling werd gespeeld door een verscheidenheid aan objecten - pulsars, zwarte gaten, gewone sterren en wolken van interstellair gas. Door deze modellen te combineren en de resultaten van hun berekeningen te vergelijken met echte foto's van "Fermi", probeerden wetenschappers te begrijpen welke het dichtst bij de waarheid staat.
Op gammastraalfoto's van de uitstulping, het dichtste deel van de kern van de Melkweg, kun je bijvoorbeeld een eigenaardig patroon zien dat lijkt op de letter X. Deze brief, zoals wetenschappers uitleggen, is ontstaan door de ongebruikelijke verdeling van sterren in het centrale deel van de Melkweg, waarvan de reden nog niet duidelijk is.
Promotie video:
Een vergelijkbare structuur, zoals de berekeningen van Australische astrofysici laten zien, ontstaat in hun modellen als de rol van de belangrijkste bron van mysterieuze gammastraling niet wordt gespeeld door donkere materie of gewone sterren, maar door de zogenaamde milliseconde pulsars die zowel in de uitstulping als daarbuiten leven. …
Dit is hoe astronomen relatief jonge neutronensterren noemen die niet meer dan 100 miljoen jaar hebben geleefd en een enorme rotatiesnelheid hebben - ze maken een omwenteling rond hun as in enkele tientallen of honderden milliseconden. Wanneer clusters van materie op het oppervlak van dergelijke pulsars vallen, treden krachtige uitbarstingen van gammastraling en andere elektromagnetische golven op.
Eerder dachten astronomen dat dergelijke hemellichten niet in grote aantallen in het centrum van de Melkweg aanwezig konden zijn vanwege de eerbiedwaardige ouderdom van de meeste sterren, maar de berekeningen van Crocker en zijn team suggereren het tegenovergestelde. Wetenschappers hopen dat verdere waarnemingen van het galactische "kruis" en individuele pulsars erin ons zullen helpen begrijpen hoe ze zijn ontstaan of waardoor de oudere pulsars weer "tot rust kwamen".
