Astronomen Melden Gamma-Straling Halo die Wijst op Mogelijke Donkere Materie Annihilatie

Wetenschappers hebben een opmerkelijke, halo-achtige structuur van gammastraling rondom ons Melkwegstelsel gedetecteerd. Deze bevinding wijst sterk in de richting van de annihilatie van Zwak Interactieve Massieve Deeltjes (WIMPs), een van de meest vooraanstaande kandidaten voor donkere materie. De analyse, onder leiding van Professor Tomonori Totani van de Universiteit van Tokio, maakte gebruik van een omvangrijke dataset van vijftien jaar, verzameld door NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope tussen 2008 en 2023. Het waargenomen signaal vertoont een duidelijke energiepiek exact bij 20 gigavolt (GeV), een kenmerk dat nauw aansluit bij de theoretische voorspellingen voor gammastraling die voortkomt uit WIMP-annihilatie.

De betekenis van deze potentiële observatie wordt nog eens onderstreept door de gemeten intensiteit en de locatie ervan. De gerapporteerde gammastralingsoverschot in de galactische halo zou naar verluidt tien keer krachtiger zijn dan het reeds bekende overschot nabij het Galactisch Centrum. Donkere materie, dat naar schatting 84% van de materie in het Universum uitmaakt, blijft onzichtbaar via conventionele methoden omdat de deeltjes niet elektromagnetisch interageren. Daarom vormt deze gammastralingshandtekening mogelijk de allereerste directe waarneming van deze ongrijpbare component.

Professor Totani suggereert dat, indien deze interpretatie standhoudt, dit neerkomt op de eerste keer dat de mensheid donkere materie 'ziet'. Dit impliceert het bestaan van een elementair deeltje dat buiten het gevestigde Standaardmodel van de deeltjesfysica valt. De afgeleide massa voor deze WIMPs wordt geschat op ongeveer vijfhonderd keer de massa van een proton, wat in lijn ligt met de theoretische verwachtingen. Het is een bevinding die de wenkbrauwen doet fronsen in de natuurkundige wereld.

De wetenschappelijke gemeenschap neemt een houding van voorzichtige scepsis aan, gezien de inherente complexiteit van het isoleren van dergelijke signalen te midden van de rommelige astrofysische achtergrondruis. Professor Joe Silk van Johns Hopkins University heeft opgemerkt dat de emissie mogelijk voortkomt uit een nog onverklaarbaar astrofysisch proces, mogelijk gerelateerd aan de zogenaamde 'Fermi-bellen', die zijn gevormd door eerdere activiteit van het centrale zwarte gat van ons sterrenstelsel. Dr. Moorts Muru van het Leibniz Instituut voor Astrofysica bood voorzichtige steun, stellend dat bekende stellaire objecten doorgaans niet op zulke hoge energieniveaus stralen, maar benadrukte tegelijkertijd dat het resultaat nog geen sluitend bewijs is.

Dit nieuwe signaal onderscheidt zich duidelijk van het gammastralingsoverschot dat al sinds 2009 nabij het Galactisch Centrum werd opgemerkt, een anomalie die tot op heden ook nog onopgelost is. Het onderzoek, gepubliceerd in het Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, vereiste een nauwgezette modellering en het aftrekken van bekende bronnen, waaronder kosmische straling en interacties met interstellair gas, om de resterende halo-component te kunnen isoleren. De noodzaak tot onafhankelijke verificatie is van het allergrootste belang.

Onderzoekers zullen zich nu richten op het opsporen van deze identieke 20-GeV-handtekening in andere omgevingen die rijk zijn aan donkere materie, zoals de dwergsterrenstelsels rondom de Melkweg. Deze bieden een schonere achtergrond om de hypothese van WIMP-annihilatie te toetsen. Toekomstige observatiemogelijkheden, met name de Cherenkov Telescope Array (CTA), worden cruciaal geacht voor bevestiging. De CTA zal naar verwachting een ongekende energie-resolutie en gevoeligheid bieden in het hoogenergetische gammastralingsspectrum, wat de detectielimieten voor donkere materie met een factor tien zou kunnen verbeteren in het multi-TeV-bereik. Dit zou een ware doorbraak kunnen betekenen in de kosmische puzzel.