Gama záření v Mléčné dráze. Kredit: NASA/T. Linden, U.Chicago.

Fyzici už dlouhé roky vědí, že z centra Mléčné dráhy prská energie v podobě gama záření, čili nejvíce energetických paprsků elektromagnetického spektra. Typicky to bývají ty nejvíce horké a extrémní objekty ve vesmíru, jako jsou supernovy nebo jejich dítka pulzary. Tenhle zdroj gama záření je ale záhadný.

Zdroje gama záření pozorujeme na různých místech disku Mléčné dráhy. Většině z nich astrofyzici docela rozumějí. Jenomže gama záření z centra Mléčné dráhy je jiné. Říká se mu „galactic center excess“, čili GCE a jeho pozorované vlastnosti je obtížné vysvětlit, vzhledem k tomu, co víme o rozložení hvězd a plynu v Mléčné dráze a dalších faktorech.

Rebecca Leane. Kredit: R. Leane.

S přihlédnutí k tomu v zásadě existují dvě možná vysvětlení přílivu gama záření z centra Galaxie. Buď tam je svérázná populace vysokoenergetických a brutálně rotujících pulzarů anebo, a to je ještě mnohem zajímavější, se v centru Mléčné dráhy nachází koncentrovaný oblak temné hmoty, který se tam mele, bublá a vře a přitom produkuje spoustu dramatického gama záření.

Do roku 2015 to bylo vzrušující dilema, které vzbuzovalo naděje, že třeba vyřešíme trable s temnou hmotou právě v centru Mléčné dráhy. Jenomže pak tým odborníků amerického MIT a Princetonu přišel se studií, která tohle dilema vyřešila ve prospěch pulzarů. Z gama záření CGE se stala galaktická zajímavost a temná hmota zůstala dál temnou, stejně jako naděje na její odhalení. Badatelé tehdy analyzovali data z pozorování centra Mléčné dráhy vesmírným gama teleskopem Fermi. Použili přitom matematický „backround“ model, kterým popsali možné interakce částice, co mohou vést ke vzniku fotonů gama záření. A dospěli k závěru, že záření GCE mají se vší pravděpodobností na svědomí pulzary.

Gama teleskop Fermi. Kredit: NASA.

Jenomže teď je rok 2019. A dějí se věci. Rebecca Leane z MIT vede nový tým, který pořádně analyzoval výzkum z roku 2015 a dospěl k závěru, že tehdejší matematický model nefunguje, jak by měl. Je prostě špatný. Matematický či počítačové modely jsou fajn a zvládnou spoustu věcí. Jak ale občas vyjde najevo, neměli bychom rezignovat na veškerou opatrnost a bezhlavě jim věřit. Ostatně, takové modely stále ještě většinou dělají lidé a lidé jsou samozřejmě omylní.

Leane a spol. vzali reálná data z Fermiho gama teleskopu a přisypali k nim umělý signál temné hmoty, jak si ho vědci představují, že by měl vypadat. A pak se ukázalo, že původní matematický model z roku 2015 signál temné hmoty ignoruje. Jako kdyby neexistoval. Model prostě řekne, že gama záření v centru Mléčné dráhy dělají pulzary. I když badatelé pořádně zesílili umělý signál, vypovídající o temné hmotě, tak ani tehdy ten nešťastný model žádnou temnou hmotu nehlásil a stále tvrdil, že jde o pulzary.

Je to ostuda a zároveň oslava schopnosti vědy uznat vlastní chybu. Zároveň je nutné dodat, že to ještě nedokazuje existenci ultimátního mračna temné hmoty v centru Mléčné dráze. Již uzavřený případ se ale opět otevřel a vrací se na začátek. Přitom je právě pozorování gama záření v centru Mléčné dráhy považováno za jeden ze snazších způsobů, jak bychom mohli konečně odhalit tajemství temné hmoty. Tak směle do toho!

Video:  The Galactic Center Gamma-Ray Excess: A Puzzle at the Heart of the Milky Way


Literatura
MIT News 10. 12. 2019, Physical Review Letters 123: 241101.

Doporučené video:  Michal Malinský - O původu hmoty (MFF-FPF 28.11.2019)