Gåden om mørkt stof kan snart være løst
Forskere fra Niels Bohr Institutet melder, at de indirekte har set det usynlige ’mørke stof’, som intet menneske før har set eller påvist med sikkerhed.
Planck Satellitten har opdaget stråling fra Mælkevejens centrum. Det sorte område skjuler strålingen fra den galaktiske skive. Det blå-røde-hvide område i kortets centrum er en usædvanlige stråling, der indikerer tilstedeværelsen af mørkt stof. (Foto: Niels Bohr Institutet)

Ingen mennesker har nogensinde set det gådefulde ’mørke stof’, som kosmologer mener udgør 23 procent af vores univers.

Men nu mener forskere fra Niels Bohr Institutet, at de indirekte har set det mystiske stof, skriver Københavns Universitet (KU) i en pressemeddelelse.

»Vi har observeret en helt særlig stråling i radiobølgeområdet (lys) fra centrum af vores galakse, Mælkevejen. Ved at benytte forskellige metoder til at adskille bølgelængderne, har vi været i stand til at fastslå spektret af strålingen.«

»Strålingen stammer fra synkrotronstråling, dvs. elektroner og positroner, der med stor energi cirkulerer omkring de magnetiske feltlinjer i galaksens midte, og der er stærke indikationer for, at det stammer fra mørkt stof,« fortæller Pavel Naselsky, professor i kosmologi i Discovery Center på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet.

Kortægger stråling fra hele himmelrummet

Planck-satellitten, der blev opsendt i 2009, har ekstremt følsomme instrumenter, der med meget høj præcision kan kortlægge stråling fra hele himmelrummet.

Fakta

Universet består muligvis af en stor mængde usynligt stof, mørkt stof. Det fylder rummet mellem stjernerne og galakserne.

Synlige himmellegemer som stjerner, planeter og galakser udgør kun ca. 4% af den samlede mængde stof i universet. Langt den overvejende del regner mange forskere med består af mørkt stof og mørk energi.

Mørkt stof er endnu ikke påvist. Det er ikke synligt, da det hverken udsender eller reflekterer lys, men det har formentlig masse og derved tyngdekraft, som bør kunne måles. Siden forskere konkluderede dét for mere end 70 år siden, har alverdens astronomer, kosmologer og partikelfysikere ledt efter det.

Det er den salgs data, der nu åbner for en ny retning i forståelsen af de mest fundamentale egenskaber af rummet, tiden og stofferne i universet.

Mørkt stof-partikler er autonome

Førende forskere - som Niels Bohr-professor Subir Sarkar - har med beregninger forudsagt, at mørkt stof kan bestå af meget tunge partikler, som er omkring 10 gange så tunge som Higgs-partiklen, dvs. 1.000 gange tungere end en proton. Men de har meget specielle egenskaber og vekselvirker ikke med 'normale' stofpartikler.

Mørkt stof-partikler befinder sig desuden normalt meget spredt og vekselvirker heller ikke med hinanden.

»Men vi ved fra observationer, at omkring centrum af galakser er koncentrationen af mørkt stof meget høj, og vi har en stærk påstand om, at dér kan de støde sammen, og i sammenstødet dannes elektroner og positroner.«

»Disse elektroner og positroner begynder at rotere omkring det magnetiske felt i galaksens midte, og derved fremkommer denne meget usædvanlige synkrotronstråling,« siger Pavel Naselsky i pressemeddelelsen fra KU.

Nye instrumenter får æren

ESA satellitten Planck blev sendt ud i rummet den 14. maj 2009. Dens mission er at observere helt tilbage til universets barndom og måle strålingen med en hidtil uset nøjagtighed. (Foto: Niels Bohr Institutet)

Det har ikke været muligt at observere strålingen i en sådan detaljegrad før, da tidligere instrumenter ikke har været fintfølende nok. Men med Planck ses den usædvanlige stråling meget tydeligt.

»Strålingen kan ikke forklares med de strukturelle mekanismer i galaksen, og det kan ikke dreje sig om stråling fra supernova-eksplosioner.«

»Vi mener, at dette kan være påvisning af mørkt stof. Ellers har vi opdaget en helt ny (og ukendt for fysikken) mekanisme for acceleration af partikler i det galaktiske centrum«, siger Pavel Naselsky, og han formoder, at allerede om få måneder vil der foreligge spændende nye resultater.

Resultaterne er ifølge KU publiceret i arXive:1208.5483 og indsendt til offentliggørelse i det videnskabelige tidsskrift Astronomy and Astrophysics.