gama zraci
© (NASA/DOE/Fermi LAT suradnja)
Slika gama zraka Mliječne staze pomoću teleskopa Fermi
Nešto u središtu naše galaksije blista od gama zračenja, a znanstvenici ne mogu sa sigurnošću utvrditi o čemu se točno radi. Prvo su pretpostavili da bi uzrok tome mogao biti sudar tamne tvari, zatim su isključili tu opciju, da bi je nakon toga opet vratili u igru.

Također su razmišljali o pulsarima, brzo rotirajućim neutronskim zvijezdama, no i ta je hipoteza uskoro odbačena jer kalkulacije nisu odgovarale.

No najnovija studija znanstvenika iz Australije, Novog Zelanda i Japana mogla bi opet oživiti teoriju pulsara. Naime, shvatili su na koji bi način ovakva populacija tijela mogla isijavati toliku količinu zračenja a da se pritom ne krše zakoni fizike.

Sudar tamne tvari?

Zvijezde poput Sunca obično ne isijavaju gama zračenje. Za to su potrebni neki strahoviti procesi, poput sudara crnih rupa ili antimaterije s materijom. Što se tiče pulsara, većina njih emitira radiovalove, a manji broj valove većih energija te rendgensko i gama-zračenje.

Kada su znanstvenici prije desetak godina putem NASA-inog teleskopa Fermi mjerili intenzivan sjaj u srcu Mliječnog puta, otkrili su da ondje postoji prevelika količina visokoenergetskog zračenja, odnosno da ne mogu objasniti odakle ono dolazi, piše Science Alert.

Jedan uzrok ovakvog zračenja mogao bi biti sudar čestica tamne tvari. Moguće je da se hipotetske, slabo interaktivne čestice, jedne od kandidata za tamnu tvar (WIMP, Weakly interacting massive particles), poništavaju prilikom međusobnog sudaranja te pritom ne ostavljaju nikakav drugi trag osim navedenog zračenja.

No za tu hipotezu nema puno dokaza jer nam tamna tvar i dalje predstavlja veliku nepoznanicu.

Milisekundni pulsari?

"Priroda tamne tvari potpuno nam je nepoznata tako da je ovo rješenje jako uzbudljivo. No naši rezultati pokazuju da bi izvor ovog gama zračenja mogao biti milisekundni pulsar", rekao je astrofizičar Roland Crocker s Australskog nacionalnog sveučilišta.

Da bi nastao takav objekt, trebala bi umrijeti zvijezda koja je puno veća od našeg Sunca. Na samrti bi se ona urušila u samu sebe, odnosno nastalo bi okruglo tijelo koje nije veće od nekog grada, ali u kojem su atomi toliko zbijeni da se mnogi njihovi protoni polako "peku" u neutrone.

Ovaj proces stvara izrazito jaka magnetska polja koja usmjeravaju dolazne čestice u brze struje koje isijavaju zračenje. Budući da se tijelo rotira, ti se tokovi okreću oko polova zvijezde poput najvećih svjetionika u svemiru - pa se čini da ona pulsira energijom. Pulsirajuće zvijezde koje se vrte stotine puta u sekundi poznate su kao milisekundni pulsari.

"Znanstvenici su već ranije u susjedstvu našeg Sunčevog sustava otkrili emisije gama zraka koje stvaraju pojedinačni milisekundni pulsari, tako da znamo da ti objekti emitiraju gama zračenje", kazao je Crocker.

Ultramasivni bijeli patuljak

No kako bi emitirali gama zračenje, pulsari moraju imati veliku količinu mase, a znanstvenici smatraju da je većina sustava pulsara u središtu Mliječne staze previše slaba da bi emitirala išta snažnije od X-zraka.

Međutim, to možda nije uvijek slučaj, pogotovo ako su pulsari nastali iz određene kategorije mrtve zvijezde - ultramasivnog bijelog patuljka. Prema Crockeru, ako bi se dovoljno ovih "teškaša" pretvorilo u pulsare i zadržalo svoje binarne partnere, mogli bi emitirati baš onoliko gama zračenja koliko su stručnjaci izmjerili u središtu naše galaksije.

"Naš model pokazuje da bi integrirana emisija cijele populacije takvih zvijezda, od oko 100.000 njih, mogla proizvesti signal koji je potpuno kompatibilan s viškom gama zračenja", rekao je Crocker.

Budući da se radi o teorijskom modelu, bit će potrebno još mnogo empirijskih dokaza kako bi se sa sigurnošću potvrdilo da su milisekundni pulsari odgovorni za ovo neobičnu količinu zračenja. Ako ništa drugo, njih će biti mnogo lakše pronaći nego neuhvatljivu tamnu tvar.

Istraživanje naziva Millisecond pulsars from accretion-induced collapse as the origin of the Galactic Centre gamma-ray excess signal objavljeno je u časopisu Nature Astronomy.