Samanyolu’nun kalbinde, gökbilimcileri yıllardır şaşırtan iki gizemli olgu gözleniyor: Merkezdeki gazın beklenenden çok daha yüksek oranlarda iyonize olması ve 511 kilo-elektronvoltluk enerjiye sahip gama ışını parlaması. Yeni bir araştırmaya göre bu iki fenomenin ortak bir açıklaması olabilir: hafif karanlık madde.
Araştırma, Physical Review Letters dergisinde yayımlandı ve karanlık maddeye dair yeni bir hipotez ortaya koyuyor. Griffith Üniversitesi’nden bilim insanları liderliğindeki ekip, bu iki gizemin kaynağının, galaksinin merkezinde antiparçacıklarıyla çarpışarak yok olan düşük kütleli karanlık madde parçacıkları olabileceğini öne sürüyor.
CMZ’deki aşırı iyonlaşma sıradan değil
Samanyolu’nun merkezindeki Merkezi Moleküler Bölge (CMZ), yüksek yoğunluklu gazlar ve karmaşık yapısıyla biliniyor. Ancak bu bölgede hidrojen moleküllerinin iyonlaşma oranı, kozmik ışınlar ve yıldız ışığı gibi bilinen kaynakların açıklayamayacağı kadar yüksek.
Araştırmacılar, bu durumu açıklamak için galaksinin merkezine yayılmış olan hafif karanlık madde parçacıklarını inceledi. Eğer bu parçacıklar kendi antiparçacıklarıyla çarpışıp yok oluyorsa, elektron ve pozitron üretiyor olabilirler. Bu parçacıklar CMZ’deki gazla etkileşime girerek etkili bir şekilde iyonlaşmaya neden oluyor.
511 keV ışımaları ve karanlık maddenin izi
511 keV’lik gama ışınları, bir elektron ve bir pozitron çarpışıp yok olduğunda oluşur. Bu radyasyon 1970’lerden bu yana gözleniyor, ancak kaynağı belirsiz. Süpernovalar, kara delikler ve nötron yıldızları gibi birçok olasılık tartışılsa da hiçbiri gözlenen verileri tam olarak açıklayamıyor.
Yeni çalışmada, karanlık maddenin oluşturduğu pozitronların, CMZ’deki elektronlarla çarpışarak bu ışımayı üretebileceği ileri sürülüyor. Araştırmacılar, bu sürecin CMZ’deki iyonlaşmayı açıklarken aynı zamanda 511 keV parlamasını da açıklayabileceğini belirtiyor.
Yeni bir test alanı: Galaksimizin kalbi
Bu çalışma, laboratuvar ortamında tespit edilmesi zor olan sub-GeV (giga-elektronvolt altı) karanlık madde modelleri için CMZ’nin doğal bir gözlem laboratuvarı işlevi görebileceğini gösteriyor. Özellikle CMZ’de gözlemlenen iyonlaşmanın düz bir profil göstermesi, karanlık maddenin homojen bir şekilde dağılmış olmasıyla örtüşüyor.
Yani süpernovalar ya da galaktik merkezdeki kara delik gibi noktasal kaynaklar bu yaygın dağılımı açıklamakta yetersiz kalıyor.
Araştırmanın yazarı Shyam Balaji, gelecekteki yüksek çözünürlüklü teleskop gözlemleri sayesinde 511 keV ışımayla iyonlaşma oranları arasındaki ilişkiyi daha iyi anlayabileceğimizi belirtiyor.
Bu araştırma, karanlık maddenin yalnızca evrenin uzak köşelerinde değil, galaksimizin kalbinde de izlenebileceğini ortaya koyuyor. Samanyolu’nun merkezinden gelen bu sinyaller, evrenin hâlâ ne kadar bilinmezle dolu olduğunu hatırlatıyor. (ScienceAlert)
