Pengamatan pertama dari pengamatan orbital Cina DAMPE, yang dirancang untuk mencari materi gelap, mendukung fakta bahwa materi gelap sebenarnya dapat membusuk di sekitar orbit Bumi dan di pusat galaksi, kata para ilmuwan dalam sebuah artikel di jurnal Nature.
“Pemutusan 'spektrum sinar kosmik ini, yang kami temukan, mungkin menunjukkan keberadaan materi gelap. Di sisi lain, bisa jadi berasal dari beberapa sumber lain dari partikel-partikel ini. Lebih banyak data diperlukan untuk menjawab pertanyaan ini, dan kami masih berharap DAMPE akan beroperasi setidaknya 5 tahun lagi,”kata Chang Jin dari Observatorium Zijinshan di Nanjing, China.
Langit gelap
Untuk waktu yang lama, para ilmuwan percaya bahwa alam semesta terdiri dari materi yang kita lihat, dan yang membentuk dasar dari semua bintang, lubang hitam, nebula, kelompok debu, dan planet. Tetapi pengamatan pertama terhadap kecepatan pergerakan bintang-bintang di galaksi terdekat menunjukkan bahwa bintang-bintang di pinggirannya bergerak di dalamnya dengan kecepatan yang sangat tinggi, yang sekitar 10 kali lebih tinggi daripada yang diperlihatkan oleh perhitungan berdasarkan massa semua bintang di dalamnya.
Alasannya, menurut para ilmuwan saat ini, adalah apa yang disebut materi gelap - zat misterius, yang menyumbang sekitar 75% massa materi di alam semesta. Biasanya, setiap galaksi memiliki sekitar 8-10 kali lebih banyak materi gelap daripada sepupunya yang terlihat, dan materi gelap ini menahan bintang-bintang di tempatnya dan mencegahnya menyebar.
Saat ini, hampir semua ilmuwan yakin akan keberadaan materi gelap, tetapi sifat-sifatnya, selain pengaruh gravitasinya yang jelas pada galaksi dan gugus galaksi, tetap menjadi misteri dan menjadi bahan kontroversi di kalangan astrofisikawan dan kosmolog. Untuk waktu yang lama, para ilmuwan berasumsi bahwa itu terdiri dari partikel superheavy dan "dingin" - "wimps", yang tidak memanifestasikan dirinya dengan cara apapun, kecuali untuk menarik kelompok materi yang terlihat.
Jejak potensial materi gelap pertama ditemukan pada 2008 oleh satelit Rusia Resurs-DK1, yang detektor PAMELA-nya mendeteksi jejak sejumlah besar partikel antimateri di orbit Bumi, yang, menurut pendapat para ilmuwan, dapat dihasilkan oleh peluruhan zat misterius ini.
Video promosi:
Kemudian, data ini dikonfirmasi oleh detektor AMS-02 di ISS, namun, banyak astrofisikawan tidak setuju dengan gagasan ini dan percaya bahwa sebenarnya antimateri ini kurang eksotis - bisa jadi dihasilkan oleh pulsar atau sumber jauh lain dari sinar kosmik tinggi. energi.
Tahun ini, teori "pulsar" dipertanyakan setelah publikasi data yang dikumpulkan oleh teleskop HAWC ketinggian tinggi, yang mengamati alam semesta dalam rentang gamma. Ini membangkitkan kembali minat fisikawan pada penjelasan "eksotis" untuk anomali aneh di orbit Bumi ini.
Teka-teki kosmologis
Teleskop Luar Angkasa DAMPE, yang diluncurkan oleh China ke orbit Bumi pada Desember 2015, telah menguji asumsi ini di sisi lain dengan mengamati sinar kosmik berenergi ultra-tinggi yang tidak diketahui asalnya, yang berasal dari pusat Galaksi kita dan gugus bintang lainnya.
Radiasi ini, menurut beberapa ahli kosmologi saat ini, juga dapat muncul sebagai akibat dari peluruhan materi gelap di titik-titik di mana ia terakumulasi sangat banyak. Jika ini masalahnya, maka sinar kosmik yang memancar dari pusat galaksi akan memiliki spektrum energi khusus - jumlah partikel pada awalnya akan berubah relatif lambat seiring dengan meningkatnya energi, tetapi setelah mencapai titik tertentu, ia akan tenggelam dengan tajam.
Petunjuk pertama keberadaan "tebing" ini, sebagaimana dicatat oleh Jin, ditemukan selama pengamatan di AMS-02, tetapi detektor ini tidak dapat melacak partikel berenergi ultra-tinggi yang dapat "dilihat" oleh DAMPE, dan data dari teleskop berbasis darat tidak cukup. akurat untuk mengatakan dengan pasti.
Menurut fisikawan Tiongkok, data yang dikumpulkan oleh DAMPE selama siklus pertama operasinya dari Desember 2015 hingga Juni 2017 adalah bukti definitif pertama bahwa "tebing" ini benar-benar ada dan terletak tepat di tempat yang seharusnya sesuai dengan dengan prediksi teori.
Selama lima tahun ke depan, Jin dan rekan-rekannya berharap, DAMPE akan mengumpulkan data tentang 10 miliar sinar kosmik lainnya, yang akan memungkinkan para ilmuwan mengurangi kesalahan pengukuran dan akhirnya membuktikan bahwa anomali ini ada.
Belum jelas apakah itu muncul sebagai akibat dari peluruhan materi gelap atau beberapa proses yang kurang eksotis. Fisikawan berharap pengamatan sinar berenergi ultra-tinggi, yang energinya melebihi 10 TeV, akan membantu kita memahami apakah mereka berasal selama peluruhan materi gelap atau yang dihasilkan oleh pulsar atau sisa-sisa supernova.
