Fermi-Teleskopbild der Gammastrahlen der Milchstraße. (NASA/DOE/Fermi LAT-Zusammenarbeit) Etwas tief im Herzen der Milchstraße leuchtet vor Gammastrahlung, und niemand kann mit Sicherheit herausfinden, was es sein könnte.
Zusammenstoß Dunkle Materie wurde vorgeschlagen, ausgeschlossen , und dann vorläufig überdacht .
Dichte, schnell rotierende Objekte genannt Pulsare wurden auch als mögliche Quellen der hochenergetischen Strahlung in Betracht gezogen, vor der Entlassung als zu wenige, um die Summen aufzustellen.
Eine Studie von Forschern aus Australien, Neuseeland und Japan könnte dem neuen Leben einhauchen Drücken Sie Erklärung, die enthüllt, wie es möglich sein könnte, aus einer Population rotierender Sterne ernsthaft intensiven Sonnenschein herauszuholen, ohne gegen Regeln zu verstoßen.
Gammastrahlung ist kein typischer Farbton des Sonnenlichts. Zur Herstellung sind einige der energiereichsten Prozesse im Universum erforderlich. Wir unterhalten uns Schwarze Löcher kollidieren , Materiewesen auf Lichtgeschwindigkeit gepeitscht , Antimaterie verbindet sich mit Materie Arten von Prozessen.
Natürlich verfügt das Zentrum der Milchstraße über all diese Dinge in Hülle und Fülle. Wenn wir also in den Himmel blicken und all die zusammenstürzenden Teile der Materie betrachten, die sich spiralförmig drehen Schwarze Löcher , zischenden Pulsaren und anderen astrophysikalischen Prozessen würden wir ein gesundes Gammaglühen erwarten.
Aber wenn Forscher nutzte das Fermi-Teleskop der NASA Um vor etwa zehn Jahren den intensiven Glanz im Herzen unserer Galaxie zu messen, stellten sie fest, dass es mehr von diesem hochenergetischen Licht gab, als sie erklären konnten: den sogenannten Galaktischen Zentrumsüberschuss.
Eine aufregende Möglichkeit besteht darin, dass unsichtbare Materieteile in der Nacht zusammenstoßen. Diese schwach wechselwirkenden massiven Teilchen – eine hypothetische Kategorie der Dunklen Materie, die gemeinhin als WIMPs bezeichnet wird – würden sich gegenseitig aufheben, wenn sie aneinandergleiten, sodass nichts als Strahlung zurückbleibt, um ihre Anwesenheit zu kennzeichnen.
Es ist eine unterhaltsame Erklärung, über die man nachdenken kann, sie enthält aber auch nur wenige Beweise.
„Die Natur der Dunklen Materie ist völlig unbekannt, daher erregen mögliche Hinweise große Aufregung.“ sagt Astrophysiker Roland Crocker von der Australian National University.
„Aber unsere Ergebnisse deuten auf eine weitere wichtige Quelle der Gammastrahlenproduktion hin.“
Diese Quelle ist der Millisekundenpulsar.
Um einen zu erschaffen, nehmen Sie einen Stern, der viel größer ist als unser eigener, und lassen Sie sein Feuer erlöschen. Es wird schließlich zu einer dichten Kugel zusammenfallen, die nicht viel größer als eine Stadt ist und deren Atome sich so eng zusammendrängen, dass viele ihrer Protonen langsam zu Neutronen verbacken.
Dieser Prozess erzeugt superstarke Magnetfelder, die eintreffende Partikel in schnell fließende Ströme leiten, die vor Strahlung leuchten.
Da das Objekt rotiert, schwenken diese Ströme von den Polen des Sterns aus wie die größten Leuchtfeuer des Universums – es scheint also, als würde es vor Energie pulsieren. Pulsierende Sterne, die sich hunderte Male pro Sekunde drehen, werden als Millisekundenpulsare bezeichnet, und wir wissen viel über die Bedingungen, unter denen sie wahrscheinlich entstehen.
„Wissenschaftler haben zuvor Gammastrahlenemissionen von einzelnen Millisekundenpulsaren in der Nähe des Sonnensystems entdeckt, daher wissen wir, dass diese Objekte Gammastrahlen aussenden.“ sagt Crocker.
Um sie auszustoßen, bräuchten sie jedoch eine großzügige Masse, von der sie sich ernähren können. Man geht jedoch davon aus, dass die meisten Pulsarsysteme im Zentrum der Milchstraße zu klein sind, um etwas Energiereicheres als Röntgenstrahlen auszusenden.
Dies ist jedoch möglicherweise nicht immer der Fall, insbesondere wenn die toten Sterne, aus denen sie hervorgegangen sind, zu einer bestimmten Sorte ultramassereicher Weißer Zwerge gehören.
Wenn sich laut Crocker genügend dieser Schwergewichte in Pulsare verwandeln und ihre binären Partner festhalten würden, würden sie genau die richtige Menge an Gammastrahlung liefern, die mit den Beobachtungen übereinstimmt.
„Unser Modell zeigt, dass die integrierte Emission einer gesamten Population solcher Sterne, etwa 100.000 an der Zahl, ein Signal erzeugen würde, das vollständig mit dem Galaktischen Zentrumsüberschuss kompatibel ist.“ sagt Crocker .
Da es sich um ein rein theoretisches Modell handelt, ist es eine Idee, die nun einer großzügigen Portion empirischer Beweise bedarf. Im Gegensatz zu Vorschlägen, die auf Dunkler Materie basieren, wissen wir jedoch bereits genau, wonach wir suchen müssen.
Diese Forschung wurde veröffentlicht in Naturastronomie .