Ģitāras miglājs. Noklikšķiniet, lai palielinātu
Tā kā tas veido lielu daļu no Visuma, jūs domājat, ka mēs tagad zinām, kas ir tumšā matērija. Starptautiska pētnieku grupa tagad teorē, ka tumšā viela varētu būt daļiņu klase, kas pazīstama kā “sterili neitrīni”. Šīs daļiņas, kas izveidojās tieši Lielajā sprādzienā, varētu radīt Visuma trūkstošo masu, un tām būtu ērts blakus efekts, kas paātrinātu zvaigžņu agrīnu veidošanos.
Tumšajai matērijai, iespējams, ir bijusi liela loma zvaigžņu radīšanā Visuma pašos pirmsākumos. Tomēr, ja tas tā ir, tumšajai vielai jāsastāv no daļiņām, kuras sauc par “steriliem neitrīniem”. Pīters Biermans no Maksas Plankas Radioastronomijas institūta Bonā un Aleksandrs Kušenko no Kalifornijas universitātes Losandželosā ir parādījuši, ka, kad sterili neitrīni sabrukšanas laikā, tas paātrina molekulārā ūdeņraža veidošanos. Šis process varēja palīdzēt iedegties pirmajām zvaigznēm tikai kādus 20 līdz 100 miljonus gadu pēc lielā sprādziena. Pēc tam pirmā zvaigznes paaudze jonizēja apkārtējo gāzi apmēram 150 līdz 400 miljonus gadu pēc lielā sprādziena. Tas viss sniedz vienkāršu skaidrojumu dažiem diezgan mulsinošiem novērojumiem par tumšo vielu, neitronu zvaigznēm un antimateriālu.
Zinātnieki atklāja, ka neitrīniem ir masa, izmantojot neitrīno svārstību eksperimentus. Tas noveda pie postulācijas, ka pastāv “sterili” neitrīni - pazīstami arī kā labās puses neitrīni. Viņi tieši nepiedalās vājā mijiedarbībā, bet mijiedarbojas, sajaucoties ar parastajiem neitrīniem. Sterilo neitrīnu kopskaits Visumā nav skaidrs. Ja sterilā neitrīnā ir tikai dažu kiloelektronvoltu masa (1 keV ir miljonā daļa no ūdeņraža atoma masas), tas izskaidro milzīgo, trūkstošo masu Visumā, ko dažreiz sauc par “tumšo vielu”. Astrofiziskie novērojumi atbalsta viedokli, ka tumšā viela, iespējams, sastāv no šiem sterilajiem neitrīniem.
Biermana un Kušenko teorija izgaismo vairākas vēl neizskaidrojamas astronomiskās mīklas. Pirmkārt, lielā sprādziena laikā Lielajā sprādzienā izveidoto neitrīnu masa būtu vienāda ar to, kas nepieciešams tumšās vielas uzskaitei. Otrkārt, šīs daļiņas varētu būt risinājums ilgstošai problēmai, kāpēc pulsori pārvietojas tik ātri.
Pulsāri ir neitronu zvaigznes, kas rotē ar ļoti lielu ātrumu. Tie tiek radīti supernovas sprādzienos un parasti tiek izmesti vienā virzienā. Sprādziens dod viņiem “grūdienu”, piemēram, raķešu dzinēju. Pulsāru ātrums var būt simtiem kilometru sekundē - vai dažreiz pat tūkstoši. Šo ātrumu izcelsme joprojām nav zināma, taču sterilo neitrīno emisija izskaidro pulsara sitienus.
Ģitāras miglājā ir ļoti ātrs pulsars. Ja tumšā matērija ir veidota no daļiņām, kas reionizēja Visumu, - kā norāda Biermans un Kušenko - pulsara kustība varēja radīt šo kosmisko ģitāru.
Treškārt, sterilie neitrīni var palīdzēt izskaidrot antimatērijas neesamību Visumā. Agrīnajā Visumā sterili neitrīni varēja “nozagt” no plazmas to, ko sauc par “leptona numuru”. Vēlākā laikā leptona skaitļa trūkums tika pārveidots par baronu skaitli, kas nav nulle. Iegūtā asimetrija starp baroniem (piemēram, protoniem) un antiaryoniem (piemēram, antiprotoniem) varētu būt iemesls, kāpēc Visumam nav antimateriāla.
“Centrālo galaktisko melno caurumu veidošanās, kā arī struktūra subgalaktiskajos mērogos veicina sterilu neitrīno veidošanos tumšās vielas veidošanā. Vairāku netiešu pierādījumu vienprātība liek domāt, ka ilgi meklētā tumšās matērijas daļiņa patiešām var būt sterils neitrīno ”, saka Pīters Biermans
Oriģinālais avots: Max Planck Society
