Studiind raze X (fotoni cu energia de circa 1000 de ori mai mare ca cei ai luminii vizibile) care provin de la constelaţia Perseu înregistrate de către Observatorul Chandra X-ray astronomii au descoperit un semnal misterios, pe care nu au reuşit să îl identifice cu nimic din ceea ce este cunoscut până la ora actuală. Semnalul are o energie de circa 3,6 keV (unde keV înseamnă 1000 de eV – eV, electronvoltul, fiind unitatea de energie în lumea particulelor; reprezintă energia pe care o câştigă un electron când străbate, în vid, o diferenţă de potenţial de 1 Volt).
Misterioase raze X cu energia în jur de 3,6 keV au fost descoperite de către astronomii care studiază constelaţia Perseu cu ajutorul lui Observatorului Chandra X-Ray. Aceste raze X ar putea să fie generate în procesul de dezintegrare a neutrinilor sterili, care, la rândul lor, ar putea reprezenta o parte din materia întunecată.
Acest semnal a fost identificat ulterior şi în datele de la XMM-Newton în procesul de analiză a datelor provenind de la 73 de galaxii. Deci este un semnal real!
Ce anume ar putea să fie, care este procesul care dă naştere acestor raze X?
Astronomii au încercat să îl identifice pornind de la toate semnalele cunoscute, însă la acea energie nu există semnale uşor de identificat, provenind de la fenomenele cunoscute.
A luat astfel naştere ipoteza potrivit căreia semnalele X descoperite ar fi putut lua naştere în urma dezintegrării aşa-numiţilor neutrini sterili în neutrini normali. În acest proces pe lângă neutrinul normal s-ar genera şi un foton cu o energie de câţiva keV – deci tocmai în regiunea energetică a fotonilor descoperiţi de Chandra.
Neutrinii sterili sunt particule încă nedescoperite până la ora actuală; nu este încă sigur că există. Au fost introduşi în fizică ca ipoteză pentru a explica anumite fenomene, cum ar fi oscilaţia neutrinilor normali (cei pe care îi cunoaştem).
Chandra X-Ray
Neutrinii sterili, având masă, ar putea reprezenta parte din materia întunecată. Reamintim că materia întunecată este o formă de materie care exercită atracţie gravitaţională, dar încă nu ştim din ce este formată. Vedem efectele materiei întunecate asupra stelelor şi galaxiilor (aşa a şi fost descoperită), însă la ora actuală compoziţia acestui gen de materie rămâne unul dintre misterele fizicii moderne. Se crede că materia întunecată este de circa 5 ori mai abundenţă în Univers decât materia normală, cea pe care o cunoaştem şi o studiem în laboratoare. Ar putea să fie alcătuită din noi particule, printre care şi neutrinii sterili. Dacă într-adevăr semnalele descoperite de Chandra şi XMM-Newton sunt generate de dezintegrarea neutrinilor sterili, acest proces ne-ar ajuta să înţelegem mai bine pe de o parte fizică neutrinilor, pe de alta, materia întunecată.
Semnalul descoperit de Chandra nu este suficient de intens şi de „curat” pentru a putea fi siguri de interpretarea acestuia. Astronomii la ora actuală încearcă să vadă dacă nu există totuşi explicaţii alternative, de fenomene fizice cunoscute care ar putea genera în spaţiul imens al unei constelaţii raze X cu energia în jur de 3-4 keV.
Între timp se pregăteşte lansarea unei noi misiuni japoneze: Astro-H. Aceasta va începe să efectueze măsurători de mare precizie cu instrumente de mare rezoluţie în 2015.
Dacă Astro-X va confirma prezenţa acestui semnal şi între timp nu se va găsi o explicaţie mai simplă pentru prezenţa misterioaselor raze X, atunci ipoteza existenţei neutrinilor sterili va fi mai convingătoare. La ora actuală pare mai degrabă o ipoteză îndrăzneaţă, fără dovezi cu adevărat convingătoare.
Materia întunecată rămâne un mare mister: vânătoarea eventualelor particule care ar putea să o compună merge înainte, atât în laboratoare subterane, cât şi la LHC, marele accelerator de la Geneva (care este gata să îşi reînceapă activitatea în 2015, după o perioadă de perfecţionare a acceleratorului care îi va permite să ajungă la energii şi mai mari şi cu un număr record de evenimente generate).
