Innovativ omprövning av röntgeninformation från galaktiska kluster kommer att bidra till att klargöra naturen hos mörk materia. För detta ändamål användes Chandra X-ray observatoriet, XMM-Newton och Hitomi. Om deras data bekräftas av framtida observationer, kommer vi att kunna förstå det mystiska osynliga ämnet som fyller 85% av universums sak.
Studien började 2014, när astronomer registrerade en intensiv intensitet med extremt specifik energi i Perseus galaktiska kluster. Denna utsläppsledning har en energi på 3,5 keV. Denna intensitet var svår att förklara när det gäller bekanta objekt, därför föreslog de förekomsten av mörk materia. Senare undersöktes 73 andra galaktiska kluster och samma resultat hittades. Efter 2 veckor kom ett annat team av forskare till samma slutsats.
En snabb titt på Perseus Cluster
Men dessa två resultat var kontroversiella: någon hittade 3,5 keV-linjen, medan andra inte gjorde det. Debatten avslutades 2016 med Hitomi, som är utformad för att söka efter sådana funktioner. Så det här teleskopet kunde inte hitta 3,5 keV-linjen i Persey. Men här gör historien en skarp vändning.
Vissa forskare noterade att bilden av Hitomi var mycket mer bisarr än Chandra visade. Det visade sig att Perseus-data representeras av en blandning av röntgensignaler från två källor: den diffusa komponenten av den heta gasen som uppslukade det galaktiska centret och röntgenstrålar nära det supermassiva svarta hålet. Vid användning av Chandra var det möjligt att separera dessa källor och avslöja ett överskott av röntgenstrålar vid 3,5 keV. Därför behovet av att förklara detta beteende: upptäckt av röntgenabsorption i undersökningen av ett svart hål och strålning av samma energi, men redan i undersökningen av en het gas.
De senaste uppgifterna visar att röntgenabsorptionen vid 3.5 keV detekteras i regionen runt det svarta hålet i Perseus centrum. Detta innebär att partiklarna av mörk materia i klustret absorberar och släpper ut strålningen. Om den nya modellen är sant, kommer den en dag att hjälpa till att bestämma den sanna naturen hos mörk materia.
Detta beteende är bekant för forskare som studerar stjärnor och gasmoln med optiska teleskop. Starlight uppvisar ofta absorptionslinjer. Absorptionen avlägsnar atomer från låg till hög energitillstånd. En atom går snabbt till låg energi och släpper ut ljus. Om vi bara följer molnet i riktning från stjärnan, så skulle bara ett fluorescerande ljus hittas.
Forskarna tror att partiklar av mörk materia kan bete sig som atomer med två energitillstånd separerade med 3,5 keV. För att lära sig nya detaljer måste forskare fortsätta att observera Perseus och liknande.
