Materia întunecată, un component misterios al universului, continuă să fascineze astrofizicienii. Această substanță invizibilă nu interacționează cu lumina, ceea ce o face extrem de dificil de detectat prin metode convenționale.
Prezența sa este dedusă din efectele gravitaționale pe care le exercită asupra galaxiilor și a structurii cosmice. Un grup internațional de cercetători a realizat recent progrese semnificative în investigarea materiei întunecate, datorită unor observații efectuate în Chile.
Deși nu au detectat direct materia întunecată, rezultatele obținute contribuie la o mai bună înțelegere a proprietăților particulelor ipotetice care o compun și la optimizarea strategiilor de observație viitoare.
Fizicienii depun eforturi considerabile pentru a elucida misterul materiei întunecate, despre care se crede că reprezintă aproximativ 27% din masa totală a universului. Spre deosebire de materia obișnuită, aceasta nu interacționează cu radiațiile electromagnetice, fiind astfel invizibilă.
Observarea sa necesită utilizarea unor indicii indirecte, cum ar fi anomalii în mișcările galaxiilor sau deformarea gravitațională a luminii. Cercetătorii explorează ipoteza dezintegrării particulelor de materie întunecată în fotoni, particule de lumină.
Aceste dezintegrări ar genera linii spectrale foarte precise, semnături luminoase specifice, detectabile cu instrumente de înaltă sensibilitate. Un spectrograf denumit „Winered”, instalat pe unul dintre telescoapele Magellan din deșertul Atacama, Chile, a fost esențial în această cercetare.
Acest instrument, capabil să observe lumina infraroșie cu o precizie ridicată, a permis echipei de cercetători de la Universitatea Metropolitană din Tokyo, Kyoto Sangyo și alte instituții, să efectueze observații detaliate.
Observațiile în infraroșu sunt relevante deoarece anumite particule de materie întunecată ar putea emite fotoni în această gamă de lungimi de undă în timpul dezintegrării.
Oamenii de știință s-au concentrat asupra galaxiilor pitice sferoidale, cunoscute pentru conținutul lor ridicat de materie întunecată, în speranța de a identifica liniile spectrale specifice.
Au fost implementate tehnici avansate pentru a maximiza șansele de succes, inclusiv scăderea fundalului cerului pentru a obține măsurători mai clare și corectarea efectelor Doppler, cauzate de mișcările relative ale galaxiilor.
Combinarea datelor din mai multe surse a ajutat la reducerea interferențelor și la izolarea potențialelor semnături ale materiei întunecate. Observațiile s-au concentrat pe particule cu mase cuprinse între 1,8 și 2,7 eV (electronvolți), un interval relativ puțin explorat.
Deși nu a fost detectat un semnal clar de materie întunecată, studiul a stabilit limite superioare privind durata de viață a particulelor ipotetice din intervalul de masă investigat. Aceste limite permit excluderea anumitor modele teoretice și ghidează cercetările viitoare.
Potrivit lui Wen Yin, autorul principal al studiului publicat în Physical Review Letters, spectroscopia în infraroșu de înaltă rezoluție s-a dovedit capabilă să atingă sensibilitatea necesară pentru a explora această gamă de mase.
Această descoperire deschide calea pentru observații suplimentare cu telescoape precum Winered și Subaru. În plus, cercetătorii au identificat un exces de semnale în datele colectate, anomalii care necesită analize suplimentare pentru a determina dacă sunt legate de materia întunecată.
Echipa de cercetare intenționează să continue investigațiile, având în vedere dezvoltarea unei noi generații de spectrografi special concepuți pentru detectarea materiei întunecate.
Aceste instrumente, instalate pe telescoape mai mici, ar permite extinderea timpului de observație și explorarea unui număr mai mare de ținte.
