Międzynarodowa grupa badaczy odkryła zagadkową nadwyżkę elektronów, które bombardują Ziemię z kosmosu. Źródło tego kosmicznego promieniowania jest nieznane, ale musi leżeć blisko naszego układu słonecznego i może być to ciemna materia.
- To duże odkrycie – mówi współautor badań John Wefel z Louisiana State University. Po raz pierwszy ujrzeliśmy źródło promieni kosmicznych odmienne od tego emitowanego przez galaktyczne tło.
Galaktyczne promieniowanie kosmiczne to w rzeczywistości cząsteczki subatomowe, którym ogromną szybkość nadały wybuchy odległych supernowych i inne gwałtowne wydarzenia. Pełno ich w całej Drodze Mlecznej i formują one mgłę cząsteczek, które napływają do naszego systemu słonecznego ze wszystkich stron. Promienie kosmiczne składają się głównie z protonów i cięższych jąder atomowych, z odrobiną elektronów i fotonów, które wieńczą skład tej mieszanki.
Aby zbadać najsilniejsze i najbardziej interesujące promieniowanie, Wefel i jego koledzy ostatnie 8 lat poświęcili badaniom z użyciem balonów stratosferycznych przenoszących ufundowany przez NASA detektor promieni nazwany ATIC (Advanced Thin Ionization Caliometer). Co ciekawe, dzięki niemu udało się odkryć coś nieprzewidzianego przez naukowców.
Wefel porównuje to do sytuacji na drodze, kiedy to nagle wśród wielu zwyczajnych mini-vanów i ciężarówek pojawia się kolumna Lamborghini.
- Nikt nie spodziewał się takiego widoku – mówi.
W czasie pierwszych prób w 2000 i 2003 roku, ATIC naliczył 70 anomalnych elektronów, których cechy znacznie różniły je od tych, jakie emituje galaktyczne promieniowanie kosmiczne. 70 może nie wydawać się ogromną liczbą, ale dla naukowców do spora nadwyżka.
- Źródło tych egzotycznych elektronów musi znajdować się w miarę blisko naszego układu słonecznego, w odległości nie większej niż jeden kiloparsek – mówi Jim Adams z Centrum Lotów Kosmicznych Marshalla. Detektor ATIC (za: NASA)
Skąd jednak ten wniosek? Adams wyjaśnia, że naładowane elektrony wraz z podróżą przez galaktykę tracą energię. Dlatego też owe anomalne elektrony mają lokalną naturę. Niektórzy z członków grupy, która je odkryła uważają, że ich źródło leży znacznie bliżej.
- Niestety, nie potrafimy wskazać ich źródła – mówi Wefel.
Choć detektor ATIC mierzy kierunek napływających cząsteczek, trudno potem przełożyć je na dane koordynaty.
Ta niepewność z kolei daje otwarte pole wyobraźni. Niektóre z możliwości wskazują na leżący w pobliżu pulsar, „mikrokwazar” lub czarną dziurę – gdyż wszystkie z tych tworów zdolne są nadawać prędkość elektronom. Możliwe jest, że podobny obiekt znajduje się w niewielkiej odległości i nie został jeszcze wykryty. Wystrzelony niedawno przez NASA teleskop kosmiczny ma za zadanie badanie nieba w poszukiwaniu tych obiektów.
Jedną z najciekawszych możliwości, o której mówią naukowcy jest ciemna materia. Istnieje pewna klasa teorii fizycznych, które szukają połączenia grawitacji z innymi fundamentalnymi siłami, wskazując na istnienie ukrytych wymiarów w liczbie ok. 8, które mogą istnieć obok trzech nam znanych. Popularnym, choć jeszcze nieudowodnionym wyjaśnieniem dla ciemnej materii jest idea zakładająca, że zamieszkuje ona właśnie inne wymiary. Odczuwamy jej obecność poprzez siły grawitacji, ale nie wyczuwamy ich w taki czy inny sposób. Z nich pochodzić mogą cząsteczki, które manifestują się w naszym trójwymiarowym świecie i to one rejestrowane są przez ATIC.
Być może wkrótce uda się powiedzieć więcej na temat tajemniczego „obiektu” w naszym sąsiedztwie, choć jeśli to ciemna materia, może nie być tak łatwo. Można jednak ją odnaleźć szukając innych jej produktów, w tym promieni gamma.
- Czymkolwiek to jest, może okazać się zdumiewające – podsumowuje Adams.
Serwis NPN
Źródło: nasa.science.gov
