Odsustvo signala moglo bi samo po sebi biti signal. To je ideja iza nove studije objavljene u časopisu Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP), čiji je cilj redefinisanje načina na koji tragamo za tamnom materijom. Ona pokazuje da možda nije neophodno pronaći iste „tragove“ svuda kako bismo ih protumačili.
Konkretno, studija sugeriše da čak i ako uočimo određenu vrstu signala u centru naše galaksije, višak gama-zračenja koji bi mogao nastati uslijed uništenja (anihilacije) čestica tamne materije – neuspjeh u otkrivanju istog signala u drugim sistemima, kao što su patuljaste galaksije, nije dovoljan da bi se ovo objašnjenje odbacilo.
Model dva različita stanja
„Predstavljamo mehanizam koji omogućava tamnoj materiji da se efikasno poništava u galaktičkom halou i jatima galaksija, ali ne i u okruženjima s nižim brzinama patuljastih galaksija. Ovo realizujemo u okviru modela u kojem se tamna materija sastoji od dva različita stanja razdvojena malom razlikom u masi“, naveli su autori studije.
To znači da se tamna materija možda ne sastoji od jedne čestice, već od više neznatno različitih komponenti čije ponašanje varira u zavisnosti od kosmičkog okruženja.
Višak gama-zraka u galaktičkom centru
Znamo da tamna materija postoji i da je ima u izobilju, ali je nikada nismo direktno posmatrali. Njeno prisustvo se zaključuje na osnovu gravitacionih efekata na vidljivu materiju. Mnogi modeli opisuju je kao sačinjenu od čestica koje, kada se sretnu, mogu proizvesti visokoenergetsko zračenje poput gama-zraka.
Gordan Krnjaić, teorijski fizičar u Nacionalnoj akceleratorskoj laboratoriji Fermi (Fermilab) i jedan od autora studije, objašnjava da teleskop Fermi uočava višak fotona gama-zračenja iz regiona koji okružuje disk Mliječnog puta. Iako bi ovo mogla biti tamna materija, postoje i druga objašnjenja poput pulsara. Da bi se dilema riješila, naučnici posmatraju patuljaste galaksije.
Patuljaste galaksije kao idealna laboratorija
Patuljaste galaksije su mali i blijedi sistemi, ali izuzetno bogati tamnom materijom i imaju manje „šuma“ od običnih zvijezda. Standardne teorije predviđaju da bismo, ako signal vidimo kod nas, trebali da ga vidimo i tamo. Međutim, ako signal izostane, to obično baca sumnju na teoriju o tamnoj materiji.
Krnjaić i saradnici nude alternativu: tamna materija bi mogla biti sačinjena od dvije različite čestice koje moraju „pronaći“ jedna drugu da bi se anihilirale. Odnos između te dvije komponente mogao bi biti uravnotežen u našoj galaksiji, a izrazito neuravnotežen u patuljastim galaksijama, što objašnjava zašto tamo nema signala.
Fleksibilnija budućnost istraživanja
Ovaj model nudi fleksibilnije rješenje koje ne odbacuje nalaze iz Mliječnog puta samo zato što se ne podudaraju s patuljastim sistemima. U budućnosti, precizniji podaci s teleskopa Fermi mogli bi razjasniti da li ovi sistemi emituju gama-zračenje i potvrditi da li smo na pragu otkrivanja tajne koja decenijama zbunjuje naučnike.