टोक्यो विश्वविद्यालय के खगोलविदों ने नासा के फर्मी स्पेस टेलीस्कोप का उपयोग करके डार्क मैटर का संभावित पहला प्रत्यक्ष पता लगाने की घोषणा की। टीम ने आकाशगंगा के केंद्र से आने वाली अतिरिक्त गामा किरणों की पहचान की, जिन्हें डार्क मैटर कणों के विनाश से समझाया जा सकता है। यह अध्ययन इस सप्ताह जर्नल ऑफ कॉस्मोलॉजी एंड एस्ट्रोपार्टिकल फिजिक्स में प्रकाशित हुआ था।
प्रेक्षित क्षेत्र में गामा विकिरण के सभी ज्ञात स्रोतों को फ़िल्टर करने के बाद संकेत प्राप्त किए गए थे। परिणामी मानचित्र वर्तमान ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडलों द्वारा अनुमानित डार्क मैटर हेलो के साथ संगत वितरण दिखाता है।
शोध का नेतृत्व प्रोफेसर टोमोनोरी टोटानी ने किया और फर्मी लार्ज एरिया टेलीस्कोप द्वारा एकत्र किए गए 15 वर्षों के डेटा का उपयोग किया।
इसका पता कैसे लगाया गया
शोधकर्ताओं ने गामा-किरण मानचित्र से पल्सर, सुपरनोवा अवशेष और गैलेक्टिक डिस्क सहित सभी ज्ञात उत्सर्जन को हटा दिया।
जो कुछ बचा था वह आकाशगंगा के केंद्र की ओर एक शिखर और लगभग 100 डिग्री के विस्तार के साथ एक फैला हुआ संकेत था। यह पैटर्न आकाशगंगा के चारों ओर काले पदार्थ के प्रभामंडल के अपेक्षित वितरण से मेल खाता है।
प्रेक्षित संकेत के लक्षण
अतिरिक्त गामा किरणों में 1 GeV और 1 TeV के बीच ऊर्जा होती है। तीव्रता गांगेय केंद्र पर सबसे अधिक होती है और दूरी के साथ धीरे-धीरे कम होती जाती है। प्रोफ़ाइल तथाकथित एनएफडब्ल्यू वितरण का अनुसरण करती है, जो गुरुत्वाकर्षण पतन द्वारा निर्मित डार्क मैटर हेलो के लिए अनुमानित है। टीम की गणना के अनुसार, उम्मीदवार कण का द्रव्यमान 30 से 70 GeV के बीच है।
कण विनाश परिकल्पना
लेखकों के अनुसार, सबसे संभावित स्पष्टीकरण, WIMP प्रकार (कमजोर रूप से बड़े पैमाने पर बातचीत करने वाले कण) के डार्क मैटर कणों का पारस्परिक विनाश है। जब दो WIMP टकराते हैं, तो वे उच्च-ऊर्जा गामा किरणों के जोड़े में परिवर्तित हो जाते हैं।
यह प्रक्रिया गांगेय प्रभामंडल में लगातार होती रहती है, जहां इन कणों का घनत्व अधिक होता है। विनाश की दर स्थानीय घनत्व के वर्ग पर निर्भर करती है, जो आकाशगंगा के केंद्र की ओर देखी गई अधिक तीव्र चमक की व्याख्या करती है।
अन्य संभावनाओं, जैसे अज्ञात पल्सर या अज्ञात खगोलभौतिकीय प्रक्रियाओं को अभी तक पूरी तरह से खारिज नहीं किया गया है।
अनुसंधान के अगले चरण
वैज्ञानिक समुदाय अब व्याख्या की पुष्टि या खंडन करने के लिए उसी फर्मी डेटा का स्वतंत्र विश्लेषण करता है। निर्माणाधीन सीटीए (चेरेंकोव टेलीस्कोप ऐरे) जैसी वेधशालाओं में उच्च ऊर्जा पर सिग्नल को सत्यापित करने के लिए अधिक संवेदनशीलता होगी।
यदि इसकी पुष्टि हो जाती है, तो यह खोज भौतिकी के मानक मॉडल से परे किसी कण का पहला प्रत्यक्ष प्रमाण प्रस्तुत करेगी। डेटा डार्क मैटर उम्मीदवारों के द्रव्यमान और क्रॉस-सेक्शन मापदंडों को बाधित करने में भी सक्षम होगा।
ब्रह्माण्ड विज्ञान में डार्क मैटर का महत्व
प्लैंक उपग्रह के माप के अनुसार, डार्क मैटर ब्रह्मांड के कुल ऊर्जा घनत्व का लगभग 27% है। इसकी उपस्थिति का अनुमान ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि में उतार-चढ़ाव के अलावा, आकाशगंगाओं और समूहों में गुरुत्वाकर्षण प्रभाव से लगाया जाता है।
हालाँकि 1930 के दशक से फ्रिट्ज़ ज़्विकी द्वारा अप्रत्यक्ष रूप से इसका पता लगाया गया था, लेकिन वर्तमान अध्ययन तक इसे गुरुत्वाकर्षण के अलावा किसी अन्य बातचीत के माध्यम से कभी नहीं देखा गया था।
प्रत्यक्ष पहचान भूमिगत त्वरक और डिटेक्टरों में प्रयोगों का मार्ग प्रशस्त करेगी जो समान कणों की खोज करते हैं।
अवलोकन तकनीकी डेटा
- विश्लेषण की गई अवधि: 2008 से 2023 (फर्मी ऑपरेशन के 15 वर्ष)
- प्रेक्षित क्षेत्र: गैलेक्टिक देशांतर में ±50 डिग्री और |बी| <20 डिग्री अक्षांश में
- फोटॉन ऊर्जा: 0.3 GeV से 1 TeV
- अतिरिक्त का सांख्यिकीय महत्व: ज्ञात स्रोतों से घटाने के बाद 10 सिग्मा से अधिक
