Tokio Universiteti tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriQalaktika mərkəzi istiqamətində təxminən 100 dərəcə əhatə edən, halodan başqa komponentlər istisna olmaqla qamma-şüalarının intensivliyi xəritəsi. Mərkəzi bölgədəki üfüqi boz zolaq güclü astrofiziki şüalanmanın qarşısını almaq üçün təhlildən çıxarılan Qalaktik müstəvi sahəsinə uyğundur. Kredit: Tomonori Totani, Tokio Universiteti

1930-cu illərin əvvəllərində isveçrəli astronom Fritz Zwicky kosmosda qalaktikaların kütlələrinin icazə verdiyindən daha sürətlə hərəkət etdiyini müşahidə edərək, onu qalaktikaları bir yerdə saxlayan bəzi görünməz iskelenin – qaranlıq maddənin mövcudluğu barədə nəticə çıxarmağa vadar etdi. Təxminən 100 il sonra, NASA-nın Fermi Qamma-şüaları Kosmos Teleskopu görünməz maddənin ilk dəfə “görünməsinə” imkan verən qaranlıq maddənin birbaşa sübutunu təmin etmiş ola bilər.

Qaranlıq maddənin tutulmaz təbiəti

Qaranlıq materiya uzun illər əvvəl təklif olunduğundan bəri bir sirr olaraq qalır. Bu nöqtəyə qədər elm adamları qaranlıq materiyanı yalnız müşahidə edilə bilən maddəyə təsirləri ilə, məsələn, qalaktikaları bir yerdə saxlamaq üçün kifayət qədər cazibə qüvvəsi yaratmaq qabiliyyəti ilə dolayı müşahidə edə bildilər.

Qaranlıq maddənin birbaşa müşahidə oluna bilməməsinin səbəbi qaranlıq maddəni təşkil edən hissəciklərin elektromaqnit qüvvəsi ilə qarşılıqlı əlaqədə olmamasıdır, yəni qaranlıq maddə işığı udmur, əks etdirmir və ya yaymır.

Nəzəriyyələr çoxdur, lakin bir çox tədqiqatçılar qaranlıq maddənin zəif qarşılıqlı təsir göstərən kütləvi hissəciklər və ya protonlardan daha ağır olan, lakin digər maddələrlə çox az qarşılıqlı əlaqədə olan WIMP adlanan bir şeydən ibarət olduğunu fərz edirlər. Qarşılıqlı təsirin olmamasına baxmayaraq, iki WIMP toqquşduqda, iki hissəciyin bir-birini məhv edəcəyi və qamma şüa fotonları da daxil olmaqla digər hissəcikləri buraxacağı proqnozlaşdırılır.

Tədqiqatçılar bu spesifik qamma şüalarının axtarışında illər boyu astronomik müşahidələr apararaq, qaranlıq maddənin cəmləşdiyi bölgələri, məsələn, Süd Yolunun mərkəzini hədəf aldılar.Halo emissiyasının qamma-şüalarının intensivliyinin foton enerjisindən asılılığı (məlumat nöqtələri). Qırmızı və mavi xətlər WIMP hissəcikləri məhv edildikdə, ilkin olaraq bir cüt alt kvark (b) və ya bir cüt W bozonu əmələ gətirən zaman gözlənilən qamma-şüaları emissiya spektrini təmsil edir və onlar məlumatlarla yaxşı razılaşırlar. Aşağı kvarklar və W bozonları hissəciklər fizikasının standart modelinə daxil olan məlum elementar hissəciklərdir. Kredit: Tomonori Totani, Tokio Universiteti

Fermi teleskopundan sıçrayışlı müşahidələr

Tokio Universitetinin Astronomiya Departamentindən professor Tomonori Totani Fermi Qamma-şüaları Kosmik Teleskopunun ən son məlumatlarından istifadə edərək, nəzəri qaranlıq maddə hissəciklərinin məhv edilməsi ilə proqnozlaşdırılan xüsusi qamma şüalarını nəhayət aşkar etdiyinə inanır.

Totaninin araşdırması Journal of Cosmology and Astroparticle Physics jurnalında dərc olunub.

“Biz Süd Yolu qalaktikasının mərkəzinə doğru haloşəkilli strukturda uzanan 20 giqaelektronvolt (və ya 20 milyard elektronvolt, son dərəcə böyük miqdarda enerji) foton enerjisi olan qamma şüalarını aşkar etdik. Qamma şüalarının emissiya komponenti qaranlıq maddə halosundan gözlənilən forma ilə çox uyğun gəlir”, – Totani bildirib.

Müşahidə olunan enerji spektri və ya qamma-şüalarının emissiya intensivliyi diapazonu protonun kütləsindən təxminən 500 dəfə böyük olan hipotetik WIMP-lərin məhv edilməsi nəticəsində proqnozlaşdırılan emissiyaya uyğun gəlir. Ölçülmüş qamma-şüa intensivliyindən təxmin edilən WIMP məhvinin tezliyi də nəzəri proqnozlar diapazonuna düşür.

Əhəmiyyətli odur ki, bu qamma-şüalarının ölçülməsi digər, daha çox yayılmış astronomik hadisələr və ya qamma-şüa emissiyaları ilə asanlıqla izah edilmir. Buna görə də, Totani bu məlumatları uzun illərdir axtarılan qaranlıq maddədən qamma şüaları emissiyasının güclü göstəricisi hesab edir.

“Əgər bu düzgündürsə, mənim bildiyim qədər, bu, bəşəriyyətin ilk dəfə qaranlıq maddəni “gördüyünü” qeyd edərdi. Və məlum oldu ki, qaranlıq maddə hissəciklər fizikasının hazırkı standart modelinə daxil edilməyən yeni hissəcikdir. Bu, astronomiya və fizikada böyük inkişaf deməkdir”, – Totani bildirib.Qalaktika mərkəzi istiqamətində təxminən 100 dərəcə əhatə edən, halodan başqa komponentlər istisna olmaqla qamma-şüalarının intensivliyi xəritəsi. Mərkəzi bölgədəki üfüqi boz zolaq güclü astrofiziki şüalanmanın qarşısını almaq üçün təhlildən çıxarılan Qalaktik müstəvi sahəsinə uyğundur. Kredit: Tomonori Totani, Tokio Universiteti

Növbəti addımlar və elmi yoxlama

Totani qamma-şüaları ölçmələrinin qaranlıq maddə hissəciklərini aşkar etdiyinə əmin olsa da, onun nəticələri digər tədqiqatçılar tərəfindən müstəqil analiz vasitəsilə təsdiqlənməlidir. Bu təsdiqlə belə, elm adamları haloşəkilli radiasiyanın bəzi digər astronomik hadisələrdən deyil, həqiqətən də qaranlıq maddənin yox olmasının nəticəsi olduğuna dair əlavə sübut istəyəcəklər.

Qaranlıq maddənin yüksək konsentrasiyası olan digər yerlərdə WIMP toqquşmalarının əlavə sübutu bu ilkin nəticələri gücləndirəcək. Məsələn, Süd Yolu halosundakı cırtdan qalaktikalardan eyni enerji qamma-şüaları emissiyalarının aşkarlanması Totaninin təhlilini dəstəkləyəcək.

Totani, “Buna daha çox məlumat toplanandan sonra nail olmaq olar və əgər belə olsa, bu, qamma şüalarının qaranlıq maddədən qaynaqlandığına dair daha güclü dəlil təmin edər” dedi.

Daha çox məlumat: Tomonori Totani, Qalaktikanın diffuz emissiyasının 20 GeV haloşəkilli artıqlığı və qaranlıq maddənin məhvinə təsirləri, Kosmologiya və Astrohissəciklər Fizikası Jurnalı (2025). arXiv- də : DOI: 10.48550/arxiv.2507.07209

Jurnal məlumatı: arXiv 

Tokio Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir