Ciemna materia złapana? W końcu mamy bezpośredni dowód na jej istnienie?

27 listopada 2025, 10:03 | Astronomia/fizyka

W 1933 roku astronom Fritz Zwicky zauważył, że galaktyki w gromadzie Coma poruszają się tak szybko, iż – biorąc pod uwagę oddziaływanie samej materii – niektóre z nich powinny zostać wyrzucone z gromady. Przeprowadził wyliczenia, z których wynikało, że większość masy galaktyk musi pochodzić z niewidocznej materii. Środowisko naukowe podeszło do tych rewelacji sceptycznie, jednak z czasem istnienie ciemnej materii przyjęto za pewnik i zaczęły się jej intensywne poszukiwania. Teraz profesor Tomonori Totani z Wydziału Astronomii Uniwersytetu Tokijskiego ogłosił, że znalazł bezpośredni dowód na istnienie ciemnej materii.

Dotychczas naukowcy byli w stanie pośrednio obserwować ciemną materię, widząc na przykład jej wpływ na utrzymanie galaktyk razem. Obserwacje bezpośrednie są trudne, gdyż ciemna materia nie wchodzi w interakcje z oddziaływaniami elektromagnetycznymi, a to znaczy, że nie absorbuje, nie odbija, ani nie emituje światła.

Jedna z hipotez dotyczących ciemnej materii mówi, że jest ona zbudowana ze słabo oddziałujących masywnych cząstek (WIMP). Zgodnie z teorią o ich istnieniu, gdy dwa WIMPy się zderzą, dochodzi do ich anihilacji połączonej z emisją innych cząstek, w tym fotonów gamma.

Profesor Totani poinformował, że w danych z Fermi Gamma-ray Space Telescope znalazł dowody na istnienie promieniowania gamma przewidzianego przez teorię anihilacji WIMP. W przypominającej halo strukturę rozciągającej się w kierunku centrum Drogi Mlecznej odkryliśmy promieniowanie gamma o energii fotonów 20 GeV. Składnik emisji bardzo dobrze odpowiada kształtowi oczekiwanemu dla halo ciemnej materii, mówi uczony.

Zaobserwowane spektrum emisji dobrze pasuje do przewidywań dotyczącej anihilacji WIMP-ów o masie około 500-krotnie większej od masy protonu. Również częstotliwość odpowiada teorii.

Co najważniejsze, wyniki pomiarów trudno jest wytłumaczyć innymi zjawiskami niż anihilacja WIMP-ów, dlatego profesor Totani uważa swoje obserwacje za silny dowód na odnalezienie ciemnej materii.

WIMP ciemna materia dowód