"Nossa análise sugere que o que estamos vendo é evidência de uma nova fonte astrofísica de raios gama no centro da galáxia", disse Mariangela Lisanti, professor assistente de física na Universidade de Princeton. "Esta é uma região muito complicada do céu e há outros sinais de astrofísicos que podem ser confundidos com sinais de matéria escura."
O centro da Via Láctea é pensado para conter matéria escura porque é o lar de uma densa concentração de massa, incluindo conjuntos densos de estrelas e um buraco negro. Uma descoberta conclusiva de colisões de matéria escura no centro da galáxia seria um grande passo em frente em confirmar nossa compreensão do nosso universo.
"Ou nós encontramos centenas ou milhares de pulsares de milissegundo na próxima década, lançando luz sobre a história da Via Láctea, ou não encontramos nada. Neste último caso, uma explicação matéria escura para o excesso de raios gama se tornará muito mais óbvio, ", diz Christoph Weniger da Universidade de Amsterdam.
Explosões de raios gama do centro de nossa galáxia (mostrado acima) não são susceptíveis de ser sinais de matéria escura, mas sim outros fenômenos astrofísicos como estrelas de rotação rápida chamados pulsares de milissegundo, de acordo com dois estudos publicados em janeiro passado, um de um equipe com base na Universidade de Princeton e do Instituto de Tecnologia de Massachusetts e outra com sede na Holanda.
As análises estatísticas dos dados de Fermi por Weniger eo grupo de investigação de Princeton / MIT, sugerem fortemente que o excesso de emissões, de fato, são originários de fontes pontuais não resolvidas. Os melhores candidatos são pulsares de milissegundo, concluem os pesquisadores.
pulsares de milissegundo, ou rotação rápida estrelas de nêutrons, eram frequentemente formado há bilhões de anos. Eles estão entre os objetos mais extremas no Galaxy. A população de centenas ou milhares de estes pulsares de milissegundo deve estar escondido no centro da galáxia, escondido da detecção devido ao presente sensibilidade do instrumento dia. Futuros levantamentos de rádio com telescópios existentes e futuros (por exemplo, Telescópio Green Bank, Square Kilometre Array) será capaz de continuar a testar esta hipótese nos próximos anos.
Em 2013, o satélite Swift da NASA detectou um surto de raios-X a partir perto do centro da Via Láctea. Observadores determinou que os raios-X estavam vindo em pulsos regulares. Siga-on observações com telescópios de rádio, inclusive na Alemanha, França, e da National Science Foundation Karl G. Jansky Very Large Array (VLA), mostrou pulsos de rádio de forma idêntica espaçadas. Os astrônomos concluíram o objeto, chamado PSR J1745-2900, é um magnetar, um pulsar altamente magnetizado, ou girando estrela de nêutrons, o mais próximo ainda encontrada para o buraco negro, possivelmente dentro de menos de meio ano-luz. Análise das ondas de rádio provenientes do pulsar mostrou que eles estão passando por uma reviravolta dramática como eles viajam do pulsar para a Terra. Tal mecanismo, chamado de rotação Faraday, vem quando as ondas viajam através do gás cobrado que está dentro de um campo magnético.
imagem de raios gama da Via Láctea, como visto pelo satélite da NASA Fermi.Inserções: duas análises estatísticas independentes mostrou que a distribuição de fótons é agrupado em vez de lisa, indicando que os raios gama em excesso do centro de nossa galáxia não são susceptíveis de ser causada por escura aniquilamento matéria.
Em suas análises, os pesquisadores UVA e Princeton / MIT cada usada uma técnica estatística diferente, "ruído não Poissonian 'e' transformação wavelet ', para analisar os dados de Fermi. O que eles descobriram foi que a distribuição dos fótons foi agrupado em vez de lisa, indicando que os raios gama não eram susceptíveis de ser causados por colisões escuras partículas de matéria.
Estudos anteriores sugeriram que os raios gama provenientes de uma região densa de espaço no interior Via Láctea pode ser causado quando as partículas de matéria escura invisível colidem. Mas o uso de novos métodos de análise estatística, as duas equipas de investigação descobriu de forma independente que os sinais de raios gama são pouco característico daqueles esperado de matéria escura. Ambas as equipes relataram a descoberta na revista Physical Review Letters da semana.
"Encontrar evidência direta para essas colisões seria interessante porque nos ajudaria a entender a relação entre a matéria escura ea matéria ordinária", disse Benjamin Safdi, pesquisador de pós-doutorado no MIT que ganhou seu Ph.D. em 2014 em Princeton.
Para dizer se os sinais eram de matéria escura em comparação com outras fontes, a equipe de pesquisa Princeton / MIT virou-se para técnicas de processamento de imagem. Eles olharam para o que os raios gama deve olhar como se eles de fato vir a partir da colisão de partículas de matéria escura hipotéticas conhecidas como partículas massivas de fraca interação, ou WIMPs.Para a análise, Lisanti, Safdi e Samuel Lee, um ex-pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Princeton, que está agora no Instituto Broad, junto com colegas Wei Xue e Tracy Slatyer no MIT, estudou imagens de raios gama capturados pelo Espaço Fermi Gamma-ray da NASA telescópio, que vem mapeando os raios desde 2008.
partículas de matéria escura são pensados para tornar-se cerca de 85 por cento da massa no universo, mas nunca foi detectada diretamente. A colisão de dois WIMPs, de acordo com um modelo amplamente aceito de matéria escura, faz com que elas se aniquilam mutuamente para produzir raios gama, que são a forma mais alta de energia de luz no universo.
De acordo com este modelo, as partículas de alta energia de luz, ou fótons, deve ser bem distribuído entre os pixels nas imagens captadas pelo telescópio Fermi.Em contraste, outras fontes, como girar estrelas conhecidas como pulsares, explosões de libertação de luz que aparecem como isolados, pixels brilhantes.
Os pesquisadores aplicaram o seu método de análise estatística para imagens recolhidas pelo telescópio Fermi e descobriu que a distribuição dos fótons foi agrupado em vez de lisa, indicando que os raios gama não eram susceptíveis de ser causados por colisões escuras partículas de matéria.
Exatamente o que essas novas fontes são é desconhecido, Lisanti disse, mas uma possibilidade é que eles são muito velho, girando rapidamente estrelas conhecidas como pulsares de milissegundo. Ela disse que seria possível explorar a fonte de raios gama que utilizam outros tipos de pesquisas envolvendo céu telescópios que detectam frequências de rádio.
Douglas Finkbeiner, professor de astronomia e física na Universidade de Harvard que não estava diretamente envolvido no estudo, disse que, embora a descoberta complica a busca de matéria escura, que conduz a outras áreas da descoberta."Nosso trabalho como astrofísicos é caracterizar o que vemos no universo, não obter algum resultado predeterminado, desejava-a. É claro que seria ótimo para encontrar matéria escura, mas apenas para descobrir o que está acontecendo e fazer novas descobertas é muito emocionante."
O Galaxy diário via ESO
Crerdit Image: topo da página, Via Láctea por Lorcan Handler
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