Die mysteriöse Gammastrahlung, die vom Zentrum der Galaxie ausgeht, wird nicht durch zerfallende dunkle Materie erzeugt, sondern durch extragalaktische kosmische Strahlen, die von einer riesigen elektromagnetischen "Falle" noch unbekannter Natur abgebremst werden, berichtet die NASA.
„Ultrahochenergetische kosmische Strahlen verbringen viel mehr Zeit im Zentrum der Galaxie als bisher angenommen und wirken sich daher stärker auf die Gammastrahlenemission der Galaxie aus, als unsere Kollegen erwartet hatten“, sagt Alfredo Urbano vom Nationalen Institut für Kernphysik in Triest. (Italien).
Urbano und andere Wissenschaftler der Fermi-Kollaboration untersuchen seit mehreren Jahren eines der wichtigsten Geheimnisse der Galaxie - warum ihr zentraler Teil im hochenergetischen Teil des Spektrums deutlich mehr Gammastrahlung erzeugt als durch Berechnungen auf der Grundlage der Verteilungsdichte der Sterne und der Aktivität im Zentrum des Schwarzen Lochs vorhergesagt …
Dieses Phänomen, das 2009 vom Fermi-Teleskop entdeckt wurde, hat viele Wissenschaftler zu der Annahme veranlasst, dass überschüssige Gammastrahlen eine Folge des Zerfalls von Partikeln der dunklen Materie im Zentrum der Milchstraße sind. Daher überwachen Astrophysiker und Kosmologen ständig den zentralen Teil der Galaxie, um diese Idee zu bestätigen oder zu leugnen, und suchen auch nach ähnlichen Spuren von Gammastrahlung in den Kernen anderer Galaxien.
Aus Sicht der Astrophysik muss gezeigt werden, dass Gammaphotonen aus dem Zentrum der Milchstraße von Punktlichtquellen, die Pulsare oder andere kompakte Objekte sein können, auf uns zufliegen, um dies zu widerlegen. Wenn sie durch Zerfall von Partikeln der dunklen Materie erzeugt werden, wird die überschüssige Strahlung gleichmäßig über den Himmel verteilt.
Urbano und seine Kollegen entdeckten die unerwartete Quelle dieser Strahlen, die fast die gesamte überschüssige Gammastrahlung im Zentrum der Galaxie ausmacht, mithilfe des Fermi-Weltraumteleskops und des bodengestützten HESS, um den energiereichsten Teil des Gammabereichs zu untersuchen.
Beim Vergleich und der Kombination der von Fermi und HESS erhaltenen Daten stellten die Wissenschaftler fest, dass beide Teleskope trotz signifikanter Unterschiede in ihren Betriebsbereichen praktisch dieselbe Quelle von Gammaphotonen sehen und sowohl relativ weiche als auch ultrastarke Gammastrahlen erzeugen …
Das wissenschaftliche Team von Fermi versuchte zu verstehen, was sowohl zu schwachen als auch zu starken Gammaphotonen führen kann, und machte darauf aufmerksam, dass Lichtpartikel, die von extrem starken kosmischen Strahlen erzeugt werden, Protonen auf 90% der Lichtgeschwindigkeit beschleunigen und kollidieren mit anderen Materieteilchen im Zentrum der Milchstraße.
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Warum dies geschieht, wissen Wissenschaftler noch nicht - die Theorie sagt voraus, dass kosmische Strahlen hoher Energien viel seltener mit der Materie des Zentrums der Milchstraße kollidieren sollten, als dies tatsächlich der Fall ist. Bisher wissen wir nur, dass sich ihre Quelle in der Nähe von Sgr A *, dem supermassiven Schwarzen Loch der Galaxie, befindet und kompakt ist.
Wissenschaftler planen, ihre Annahmen zu testen, indem sie andere Partikel beobachten, die bei diesen Kollisionen entstehen - hochenergetische Neutrinos. Wenn IceCube und andere Teleskope, die diese Partikel sehen können, zeigen, dass die meisten dieser Partikel aus dem Zentrum der Galaxie stammen, wird das zehnjährige Rätsel der "zusätzlichen" Gammastrahlen gelöst, schließen die Autoren des Artikels.
