'Badai Materi Gelap' menghantam Bumi

Detektor yang Mendatang dapat Mendeteksi Sinyal Kuat dari Materi Gelap

Tata surya kita saat ini berada di tengah badai yang bergejolak yang disebabkan oleh Dark Matter yang bertiup dengan kecepatan luar biasa. Tapi jangan takut, karena partikel-partikel Dark Matter biasanya diyakini memiliki interaksi yang lemah, dan semua bukti yang kita miliki tentang Dark Matter sejauh ini hanya gravitasi, seperti yang telah saya bahas dalam posting saya sebelumnya. Jadi umat manusia diselamatkan, tetapi menggunakan detektor Dark Matter saat ini dan di masa depan, kami memiliki peluang besar untuk mengungkap sifat partikel Dark Matter.

Dwarf Galaxy: Dark Matter Abundance:

NGC 5474: Galaksi Kerdil di Konstelasi Utama Ursa. Kredit Gambar: ESA / Hubble & NASA

Sifat partikel Dark Matter belum terdeteksi setelah berbagai pencarian. Jadi, ahli astrofisika selalu mencari metode baru untuk mencari dan mengeksplorasi paradigma yang tidak diketahui. Salah satu tempat terbaik untuk mencari Materi Gelap di dalam dan sekitar Bima Sakti adalah galaksi kerdil (kadang-kadang juga disebut sebagai galaksi satelit). Seperti namanya, galaksi kerdil jauh lebih kecil ukurannya dibandingkan dengan galaksi induknya, dan mereka dicirikan oleh rasio massa terhadap cahaya yang sangat tinggi (M / L). Karena cahaya rendah (kebanyakan berasal dari gas dan bintang), diyakini bahwa galaksi kerdil ini didominasi oleh Dark Matter. Contoh galaksi kerdil yang dekat dengan jalan bimasakti kita adalah galaksi kerdil Ursa Utama, yang ditemukan pada 2005.

Satelit GAIA dan Deteksi Aliran S1:

Mari kita mengambil penyimpangan kecil dari galaksi kerdil dan Dark Matter, dan berbicara tentang deteksi aliran S1 oleh GAIA. Satelit GAIA yang diluncurkan pada Desember 2013, telah menciptakan peta bintang terkaya galaksi kita sejauh ini.

Satelit GAIA: Hak Cipta: ESA / ATG medialab; gambar latar belakang: ESO / S. Brunier

Katalog data GAIA yang tersedia untuk umum, memberikan kecerahan dan lokasi di langit 2D untuk sekitar 1,7 miliar bintang dan mengukur jarak dan gerak 1,3 miliar dari mereka. Para astronom menemukan sesuatu yang tidak biasa dengan aliran bintang (disebut aliran S1) yang terdiri dari 94 bintang yang mengorbit bima sakti dengan arah yang persis berlawanan dengan bintang normal dengan kecepatan rata-rata (8,6, -286,7, -67,9) Km / s. Aliran ini diidentifikasi sebagai bagian dari sisa-sisa galaksi kerdil yang pernah bertabrakan dengan cara bimasakti kita. Karena itu, diyakini bahwa aliran S1, yang didominasi oleh Dark Matter, menghantam tata surya kita. Satu asumsi yang sangat penting di sini adalah bahwa Dark Matter memiliki sifat kinematik yang sama dengan bintang-bintang di aliran S1.

Kemungkinan Deteksi Dark Matter di S1 ​​Stream:

Berdasarkan pengamatan GAIA ini, Dr. Ciaran O'Hare dan rekan-rekannya di Universitas Zaragoza telah membahas kemungkinan mendeteksi partikel Dark Matter menggunakan detektor saat ini dan yang akan datang dan hasilnya diterbitkan dalam Physical Review D, di mana penulis menyarankan istilah ' Dark Matter Hurricane '. Dark Matter yang berinteraksi secara termal dan diproduksi secara lemah di alam semesta awal, yang dikenal sebagai WIMPs (Weakly Interacting Massive Particle), akan menunjukkan peningkatan yang signifikan dalam laju kejadian untuk WIMP Dark Matter (massa dalam kisaran 5-20 GeV) di XENON detektor bawah tanah karena aliran S1. Namun, untuk Axions, kandidat Dark Matter lainnya, aliran S1 ini dapat membawa prospek yang sangat baik untuk mendeteksinya. Axion sangat ringan dan dengan detektor saat ini seperti ADMX (Axion Dark Matter Experiment) dan ABRACADABRA sensitivitas detektor ini akan meningkat secara signifikan karena kehadiran aliran S1 ini. Sangat mengherankan jika dipikirkan bahwa bagaimana peta bintang galaksi kita mengungkapkan aliran bintang yang berputar-balik, yang bisa menjadi bagian dari galaksi Dwarf yang didominasi oleh Dark Matter, sedang menabrak tata surya kita sekarang, dan para ilmuwan sedang mendiskusikan prospek mendeteksi partikel Bahan Gelap. Bukankah astrofisika terlalu seksi?

Referensi: Dark Matter Hurricane: Mengukur Stream S1 dengan Detektor Dark Matter; Ciaran, A.J. O'Hare et.al. PRD 98, 103006.

Tentang Saya: Saya terlibat dalam analisis sains spektrum elektron CALET untuk menemukan tanda tangan Dark Matter. Temukan saya di Linkedin.