Туманність гітари. Натисніть, щоб збільшити
Оскільки вона складає велику частину Всесвіту, ви можете подумати, що ми вже знаємо, що таке темна матерія. Зараз міжнародна команда дослідників теоретизує, що темна речовина може бути класом частинок, відомим як "стерильні нейтрино". Ці частинки, утворені прямо на Великому вибуху, могли б пояснити відсутність маси Всесвіту, і мали б корисний побічний ефект прискорення раннього утворення зірок.
Темна матерія, можливо, зіграла головну роль у створенні зірок на самих початку Всесвіту. Однак у цьому випадку темна речовина повинна складатися з частинок, званих "стерильними нейтрино". Пітер Бірманн з Інституту радіоастрономії Макса Планка в Бонні та Олександр Кусенко з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі показали, що при розпаді стерильних нейтрино це прискорює створення молекулярного водню. Цей процес міг би допомогти засвітити перших зірок лише через 20–100 мільйонів років після великого удару. Це перше покоління зірок потім іонізувало газ, що їх оточує, приблизно через 150 - 400 мільйонів років після великого удару. Все це дає просте пояснення деяким досить дивовижним спостереженням щодо темної речовини, нейтронних зірок та антиматерії.
Вчені виявили, що нейтрино має масу за допомогою експериментів з коливанням нейтрино. Це призвело до постулації про те, що існують "стерильні" нейтрино - також відомі як праворучні нейтрино. Вони не беруть участі у слабких взаємодіях безпосередньо, але взаємодіють шляхом їх змішування із звичайними нейтрино. Загальна кількість стерильних нейтрино у Всесвіті незрозуміла. Якщо стерильне нейтрино має лише масу в кілька кілоелектронвольт (1 кэВ - мільйонна маса атома водню), це пояснило б величезну, відсутню масу у Всесвіті, яку іноді називають «темною речовиною». Астрофізичні спостереження підтверджують думку, що темна речовина, ймовірно, складається з цих стерильних нейтрино.
Теорія Берманна та Кусенко проливає світло на низку незрозумілих астрономічних головоломок. Перш за все, під час великого удару маса нейтрино, створена у Великому вибуху, дорівнювала б тій, що потрібно для обліку темної речовини. По-друге, ці частинки могли б вирішити давню проблему, чому пульсари рухаються так швидко.
Пульсари - це нейтронні зірки, що обертаються з дуже великою швидкістю. Вони створюються при вибухах наднових і зазвичай викидаються в одну сторону. Вибух дає їм «поштовх», як ракетний двигун. Пульсари можуть мати швидкість сотні кілометрів в секунду - а іноді навіть тисячі. Походження цих швидкостей залишається невідомим, однак викид стерильних нейтрино пояснив би пульсарні удари.
Туманність гітари містить дуже швидкий пульсар. Якщо темна речовина буде зроблена з частинок, які реанімували Всесвіт - як припускають Бірман і Кусенко - пульсарський рух міг би створити цю космічну гітару.
По-третє, стерильні нейтрино можуть допомогти пояснити відсутність антиматерії у Всесвіті. У ранньому Всесвіті стерильні нейтрино могли «вкрасти» те, що називається «лептонним числом» із плазми. Згодом відсутність лептонового числа перетворилася на ненульове число баріона. Отримана асиметрія між баріонами (як протони) та антибаріонами (як антипротони) може стати причиною того, що у Всесвіті немає антиматерії.
«Утворення центральних галактичних чорних дір, а також структура на підгалактичних масштабах сприяє стерильним нейтрино для обліку темної речовини. Консенсус кількох непрямих доказів спонукає до думки, що довго шукана частинка темної речовини дійсно може бути стерильним нейтрино », - каже Петер Бірман
Оригінальне джерело: Товариство Макса Планка
