14 juni 2021

Is donkere materie toch de bron van het overschot aan gammastraling vanuit de Melkwegkern?

Impressie van het overschot van gammastraling vanuit het centrum van de Melkweg. Credit: ESO/FERMI-LAT

In 2009 ontdekte de Amerikaanse Fermi satelliet dat er vanuit het centrum van de Melkweg een overschot is aan gammastraling, fotonen met een energie van minstens 1 GeV (gelijk aan 2000 keer de massa van een elektron). Later kwam er nog eens een overschot bij aan positronen, de antideeltjes van elektronen, dat door de Pamela satelliet werd ontdekt en dat ook vanuit hetzelfde gebied kwam. Sinds die tijd is er een debat gaat over de bron van dat overschot – één van de vele debatten die woeden in de natuur- en sterrenkunde – en telkens gaat het heen weer tussen twee mogelijke verklaringen: of de bron is donkere materie, waarvan de hypothetische deeltjes in de extreme omstandigheden in de buurt van Sgr A*, het superzware zwarte gat in het centrum van de Melkweg, met elkaar kunnen annihileren, waarbij ze converteren tot gammastraling, of de bron is een verzameling van neutronensterren of pulsars in het centrum van de Melkweg, die allemaal gammastraling produceren. Laatste stand van zaken in het voortdurende debat: recent onderzoek door Mattia di Mauro (INFN) laat zien dat het overschot toch lijkt te ontstaan door annihilatie van donkere materie. Di Mauro heeft voor z’n onderzoek gekeken naar de gegevens van drie instrumenten, te weten de Fermi satelliet, de Pamela satelliet en het AMS-02 instrument aan boord van het ISS. Probleem tot nu toe was geweest dat het onduidelijk was welke bijdrage er was van gammastraling vanuit de astrofysische achtergrond, de gammastraling uit andere delen van het heelal, zoals van quasars. Di Mauro heeft een nieuwe analysetechniek toegepast om die achtergrond beter te krijgen en die analyse toont volgens hem duidelijk aan dat het overschot aan gammastraling geconcentreerd is in het galactische centrum, precies wat we daar zouden verwachten te vinden als donkere materie in feite een nieuw soort deeltje is. Zou een cluster van neutronensterren de bron zijn van het overschot dan zou de ruimtelijke verdeling van het overschot moeten veranderen als functie van energie, maar dat heeft Di Mauro niet uit de gegevens van de drie instrumenten kunnen halen.

Hier de twee vakartikelen die Di Mauro geschreven heeft over de verklaring voor het overschot van gammastraling:

Mattia Di Mauro. Characteristics of the Galactic Center excess measured with 11 years of Fermi -LAT data, Physical Review D (2021). DOI: 10.1103/PhysRevD.103.063029

Multimessenger constraints on the dark matter interpretation of the Fermi-LAT Galactic center excess: arxiv.org/abs/2101.11027 arXiv:2101.11027v1 [astro-ph.HE]

Bron: Phys.org.

Comments

  1. Vreemde plaats voor DM nabij de kern, daar is het helemaal niet nodig want daar voldoen de wetten van Newton, de onbekende massa zit juist in de buitenste regionen van de Melkweg v.a. ca. 3 kiloparsec vanaf de kern. De relatie tussen gammastraling en DM begint een geheel eigen leventje te leiden bij theoretici, het blijft gewoon een theorie.

    • Donkere materie reageert op de zwaartekracht, dus zal er ook in het centrum van de Melkweg een bulk aan DM zijn. De extreme omstandigheden daar, welke je niet hebt in de halo van DM, zorgen er voor dat daar annihilatie van deeltjes DM kan palatsvinden. En het klopt wat je zegt, het is slechts een theorie.

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: