Maglica gitare. Klikni za veću sliku
Budući da ona čini veliki dio Svemira, mogli biste pomisliti da do sad znamo kakva je tamna tvar. Međunarodni tim istraživača teoretizira da bi tamna tvar mogla biti klasa čestica poznata kao "sterilni neutrini". Te čestice, formirane upravo kod Velikog praska, mogle bi objasniti nestalu masu Univerzuma i imale bi korisnu nuspojavu ubrzavanja ranog formiranja zvijezda.
Tamna materija možda je igrala glavnu ulogu u stvaranju zvijezda na samim počecima svemira. Ako je to slučaj, međutim, tamna tvar se mora sastojati od čestica koje se nazivaju "sterilni neutrini". Peter Biermann s Instituta Max Planck za radio astronomiju u Bonnu i Alexander Kusenko sa Kalifornijskog sveučilišta u Los Angelesu pokazali su da kada sterilni neutrini propadnu, on ubrzava stvaranje molekularnog vodika. Ovaj je postupak mogao pomoći svijetlima prvih zvijezda tek nekih 20 do 100 milijuna godina nakon velikog praska. Prva generacija zvijezda ionizirala je plin koji ih je okruživao, nekih 150 do 400 milijuna godina nakon velikog praska. Sve ovo daje jednostavno objašnjenje nekih prilično zbunjujućih opažanja koja se tiču tamne materije, neutronskih zvijezda i antimaterije.
Znanstvenici su otkrili da neutrini imaju masu eksperimentima s oscilacijom neutrina. To je dovelo do pretpostavke da postoje "sterilni" neutrini - također poznati kao desni ručni neutrini. Oni ne sudjeluju izravno u slabim interakcijama, već djeluju miješanjem s običnim neutrinama. Ukupan broj sterilnih neutrina u svemiru nije jasan. Ako sterilni neutrino ima samo masu od nekoliko kiloelektronvolta (1 keV je milijun mase mase vodikovog atoma), to bi objasnilo ogromnu, nestalu masu u svemiru, koja se ponekad naziva i "tamna materija". Astrofizička promatranja podupiru mišljenje da se tamna tvar vjerojatno sastoji od ovih sterilnih neutrina.
Teorija Biermanna i Kusenka baca svjetlo na još uvijek nerazjašnjene astronomske zagonetke. Prije svega, tijekom velikog praska, masa neutrina stvorenih u Velikom prasku bila bi jednaka onoj koja je potrebna za obračun tamne materije. Drugo, te bi čestice mogle biti rješenje dugogodišnjeg problema zašto se pulsari kreću tako brzo.
Pulsari su neutronske zvijezde koje se okreću vrlo velikom brzinom. Stvorene su u eksplozijama supernove i obično se izbacuju u jednom smjeru. Eksplozija im daje "guranje", poput raketnog motora. Pulsari mogu imati brzine stotine kilometara u sekundi - a ponekad i tisuće. Podrijetlo ovih brzina ostaje nepoznato, ali bi emisija sterilnih neutrina objasnila pulsar udarce.
Maglica gitare sadrži vrlo brz pulsar. Ako je tamna tvar načinjena od čestica koje su ponovno oživjele svemir - kao što sugeriraju Biermann i Kusenko - pulsar bi pokret mogao stvoriti ovu kozmičku gitaru.
Treće, sterilni neutrini mogu pomoći objasniti odsutnost antimaterije u svemiru. U ranom svemiru, sterilni neutrini su mogli „ukrasti“ ono što se naziva „leptonov broj“ iz plazme. Kasnije je nedostatak leptonskog broja pretvoren u ne-nulti broj bariona. Nastala asimetrija između bariona (poput protona) i antibariona (poput antiprotona) mogla bi biti razlog zašto svemir nema antimateriju.
„Stvaranje središnjih galaktičkih crnih rupa, kao i struktura na subgalaktičkim mjerilima, pogoduje sterilnim neutrinama za izračun tamne materije. Konsenzus nekoliko neizravnih dokaza dovodi nekoga do vjerovanja da dugo tražena čestica tamne tvari doista može biti sterilni neutrino “, kaže Peter Biermann
Izvorni izvor: Društvo Max Planck
