„A galaxis közepén hatalmas, pozitív töltésű hidrogénfelhők vannak. Ezek léte évtizedek óta rejtély a tudósok számára, mert jelen tudásunk szerint a gáznak semlegesnek kell maradnia. Vagyis valaminek akkora energiával kell rendelkeznie, hogy leválasztja az atomokról a negatív töltésű elektronokat” – magyarázta Shyam Balaji, a King’s College London tudósa.

A fizikusok eredetileg a kozmikus sugárzásnak tulajdonították az ionizációt, ám bizonyos mérések azt mutatják, hogy ez nem elegendő ehhez. Balaji és munkatársai ezért egy másik alternatívát kerestek – írja az IFLScience. A kutatók a dudor felől érkező, 511 elektronvoltos (eV) gamma-sugarakat észleltek: ez az elektron- és pozitronpárok bomlásakor keletkező sugárzás, amely mindkettő tömegét energiává alakítja, a pároknak a forrása azonban nem ismert. (A galaktikus dudor a spirálgalaxisban megtalálható központi csillagcsoportra vonatkozik.)

Balaji és szerzőtársai szerint az elektron–pozitron-párok képesek ionizálni a hidrogént, így ezek forrása magyarázatot adhat a jelenségekre. Egyes szubatomi részecskék ütközései anyag–antianyag-párokat hozhatnak létre, így az egyik lehetséges magyarázat az, hogy a részecskék egymásnak csapódnak a galaxis zsúfolt belső részén, amik elektron–pozitron-párokat hoznak létre. Ezek egy része tovább ionizálja a hidrogént, míg mások (vagy esetleg ugyanazok egy későbbi időpontban) egymásnak ütköznek, és 511 eV-os fényt hoznak létre a megsemmisülésük során.

A szakemberek úgy vélik, kizárható, hogy az ismert részecskék valamelyike lenne felelős ezért a folyamatért – vagyis egy eddig nem ismert részecskét kell keresni. Ha viszont annak tömege van, akkor a tudósok által évtizedek óta üldöző sötét anyag egy részét vagy talán az egészet neki köszönhetjük. Az erről szóló tanulmány a Physical Review Letters tudományos lapban jelent meg.

Bár egészen fantasztikus lenne, ha a három dolognak – a sötét anyag, az elektron–pozitron-párok forrása, valamint az ionizált hidrogén – ugyanaz lenne a megoldása, ugyanakkor az elméletre bizonyítékot is kell találni.

A kutatók szerint a megoldást az jelentheti, hogy egy olyan részecskéről van szó, ami egyfajta könnyű sötét anyagot alkot. A sötét anyag azért kapta a nevét, mert nem lép kölcsönhatásba az elektromágneses erővel, ezért nem termel fényt. A Balaji és szerzőtársai által felvetett könnyű sötét anyag hasonlóan sötét lenne, de kis tömegű részecskékből állna. Ebből óriási mennyiségre lenne szükség, hogy meg lehessen belőle érteni a galaxisok forgását és fejlődésének módját.

A szakember szerint bár az anyag elterjedt lehet az univerzumban, a hatása csak ott észrevehető, ahol koncentráltan van jelen: például egy galaxis középpontjában. Az ilyen könnyű részecskéket sokkal nehezebb lehet megfigyelni, mint az eddigi sötétanyag-jelölteket, ami magyarázatot adhat arra, miért annyira nehéz a nyomára bukkanni.

A kutatók szerint többféle módon is bizonyítani lehetne a részecskék létezését, a legkönnyebben például a NASA 2027-ben útnak induló új teleszkópjával – a COSI-val –, ami képes lenne érzékelni ezeket a folyamatokat is.

Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.