Kom fram, mørk materie!

Hittil har ingen funnet det mystiske stoffet som utgjør mesteparten av universet. Men nå håper forskere å avsløre gjemmestedet til mørk materie.

Publisert
"Hvor i universet skjuler mørk materie seg? Forskere mener å ha kommet nærmere et svar."
"Hvor i universet skjuler mørk materie seg? Forskere mener å ha kommet nærmere et svar."

Den fysiske verden er ikke det den gir seg ut for å være.

Den delen av universet som vi mennesker kan se og observere, som galakser, stjerner og planeter, utgjør bare en liten del av det som må finnes der ute.  

Astrofysikere flest er enige om at mesteparten av universet (rundt 95 prosent) består av såkalt mørk materie og mørk energi.

Fysikkens lover forteller nemlig at det observerbare universet hadde oppført seg helt annerledes hvis ikke denne mystiske materien og energien hadde vært der.

Peker mot skjulesteder

Men hva er egentlig mørk materie? Svaret er at ingen vet, og ingen vet hvor i universet den gjemmer seg. 

Men nå kan kanskje gjemselsleken gå mot slutten, i hvert fall innenfor vår galakse Melkeveien.

En studie som er publisert i tidsskriftet Nature, peker mot mulige skjulesteder. Resultatene av forskningsarbeidet antyder at man bør se mot Melkeveiens sentrum.

- Banebrytende prosjekt

Til grunn for studien ligger en svært kompleks og krevende datasimulering.

Et vell av datamaskiner har jobbet i tilsammen 3.5 millioner timer for å komme fram til resultatet.

Så hadde da også datamaskinene en del å tygge på. De har nemlig laget en modell av en hel galakse som vår egen Melkeveien, og simulert hvordan den har utviklet seg helt siden Big Bang.

"Galakseringene (galaxy halos) er enorme strukturer, som omslutter hele galakser. Forskerne har simulert hvordan ringene ble til, helt siden Big Bang. (Illustrasjon: Vigo Consortium)"
"Galakseringene (galaxy halos) er enorme strukturer, som omslutter hele galakser. Forskerne har simulert hvordan ringene ble til, helt siden Big Bang. (Illustrasjon: Vigo Consortium)"

- Dette er et banebrytende prosjekt når det gjelder simulering av forhold i kosmos, sier forsker Volker Springel ved Max Planck Institute for Astrophysics i en presseomtale av studien.

Enorme ringer

Den kraftige datamodellen har gitt forskerne nye innblikk i såkalte galakseringer (galaxy halos), som også i tidligere har blitt knyttet til mørk materie.

Slike ringer har et ufattelig masseinnhold, og er store nok til å omslutte hele galakser eller hoper av galakser.

Ifølge forskerne ble ringene til etter kollisjoner og sammensmelting av mørk materie, som oppstod under Big Bang.

Etterlater spor

Det svært interessante for de som jakter på den mørke materien, er at kollisjonene etterlater seg spor. 

Når partikler og antipartikler fra mørk materie kolliderer og smelter sammen, blir all masse i partiklene omgjort til energi i form av gammastråler. . 

Gammastråling er det mest høyenergiske frekvensområdet av elektromagnetisk stråling, og kan observeres ved hjelp av forskjellige instrumenter.

Dermed kan gammastrålingen altså røpe hvor den mørke materien gjemmer seg, akkurat som spor i snøen vil være til hjelp for den som leker gjemsel. 

Peker ut skjulesteder

Den svært komplekse datasimuleringen har nå blitt brukt til å forutsi i hvilken himmelretning i vår egen galakse man bør lete etter strålingen. Resultatene tyder på at man bør se mot Melkeveiens sentrum.

Riktignok tror ikke forskerne at gammastrålingen kommer fra selve galaksesenteret, men fra mer lokale mørk materie-klumper som ligger i området mellom vårt solsystem og Melkeveiens sentrum. 

- Letingen etter mørk materie har pågått i mange årtier. Kanskje nærmer vi oss nå et gjennombrudd, sier professor Carlos Frenk, en av forskerne bak studien ved Durham University i Storbritannia.

Romteleskop på leting

Nå håper han å få bekreftet modellens fortusigelser, ved hjelp av romteleskopet Fermi Gamma-ray Space Telescope. 

Teleskopet ble skutt opp fra jorden i juni i år, og er bygget nettopp for å oppfange gammastråling i verdensrommet.

Den nye datasimuleringen har forutsett at mørk materien etterlater gammastråling med bestemte variasjoner og mønstre.

Hvis Fermi-teleskopet finner slik stråling i retning mot sentrum av Melkeveien, vil det tyde på at mye av den mørke materien i vår galakse gjemmer seg nettopp der.

Lenke:

Studien er publisert i Nature

Les mer om den astrofysiske forskningen ved Virgo Consortium 

Besøk NASA-hjemmesiden til Fermi gamma-ray Telescope

Referanse:

A blueprint for detecting supersymmetric dark matter in the Galactic halo
Authors:
Volker Springel, Simon D. M. White, Carlos S. Frenk, Julio F. Navarro, Adrian Jenkins, Mark Vogelsberger, Jie Wang, Aaron Ludlow, Amina Helmi. To appear in Nature 06.11.08: 23 pages, 8 figures, includes Supplementary Information