Nyfunnen signal ska kasta ljus över mörk materia

I mars 2012 presenterad en grupp tyska forskare ledd av Torsten Bringmann vid Hamburgs universitet, en analys av offentliga data från satelliten Fermi som antyder en signal från mörk materia. Någon månad senare presenterade en av dessa forskare, Christoph Weniger, München, en egen analys som stärkte dessa misstankar ytterligare. Även två forskare vid Harvard-universitetet och tre från Tartu, Estland, har bekräftat denna analys. Ett hundratal vetenskapliga artiklar från olika håll i världen har sedan behandlat teoretiska modeller som skulle kunna förklara dessa data, och hur den kosmologiska världsbilden skulle påverkas om de är korrekta.

Signalen som diskuteras är ett antal partiklar, gammastrålar, det vill säga ljuspartiklar med hög energi, från galaxens centrum som alla tycks ha samma höga energi. Signalen utgör alltså en skarp linje vid denna energi. Just denna möjliga signal från den mörka materian föreslogs i slutet av 1980-talet av Lars Bergström vid Fysikum, Stockholms universitet, tillsammans med Håkan Snellman, KTH.

– Det vore fantastiskt om denna upptäckt står sig, eftersom det är just mörk materia som är den enda rimliga tolkningen av vad som ligger bakom signalen. Eftersom enligt Einstein E=mc2, går det att ur linjens energi dra slutsatsen om massan hos det nya partikelslag som utgör den mörka materian – det tycks i så fall röra sig om något som är ungefär 140 gånger tyngre än en väteatom, säger Lars Bergström som leder Oskar Klein Centre.

När han tillsammans med kollegor vid universitetet och KTH för ett dussintal år sedan erhöll ett Wallenberganslag för att bidra till konstruktionen av Fermisatelliten, var det just dessa möjliga gammalinjer som utgjorde huvudmotiveringen för deras arbete.

Kapplöpning mellan teleskopen Fermi och HESSII
Den svenska analysen av Fermidata har sedan tagits över Lars Bergströms yngre kollega, Jan Conrad, som tillsammans med en doktorand utförde den allra första sökningen av mörk materia redan för några år sedan genom att leta efter linjesignalen. Det var dock för tidigt för att upptäcka linjen, men sedan dess har mer data alltså samlats in. Det som man nu väntar på är att Fermikollaborationen själva bekräftar analysen. Intressant nog kan även det nya teleskopet HESS-II undersöka detta på ett oberoende sätt under det närmaste året.

– Detta är en mycket spännande effekt som måste undersökas noggrant. Det finns vissa underligheter i data från Fermi i det aktuella energiområdet som ännu inte är tillräckligt utredda för att mörk materiahypotesen ska kunna sägas vara bekräftad. Vi arbetar dock intensivt på detta just nu, säger Jan Conrad , forskare vid Oskar Klein Centre. 

Dessutom studerar forskarna vid Oskar Klein Centre om det går att ändra observationsstrategi för Fermi så att mer data samlas in just från galaxens centrum. En helt oberoende bekräftelse skulle också kunna komma från det nya gammateleskopet HESS-II i Namibia, där Jan Conrad med ett Wallenberganslag varit ansvarig för delar av uppbyggnaden. I en artikel har forskarna visat att om allt går som det ska skulle detta nya markbaserade instrument efter bara 50 timmars observation kunna ge ett svar, ja eller nej, på frågan om linjen existerar.

– Den spännande uppgiften att reda ut detta kommer att bli något av en kapplöpning mellan Fermi och HESS-II, och på Oskar Klein Centre deltar vi i båda experimenten – alltså en vinn-vinn-situation! säger Jan Conrad.

Fermi teleskopet

HESS-II telskopet