Nebula Gitar. Klik untuk membesarkan
Oleh kerana ia merangkumi sebahagian besar Alam Semesta, anda fikir kita sudah tahu apakah perkara gelap sekarang. Pasukan penyelidik antarabangsa kini berteori bahawa bahan gelap boleh menjadi kelas zarah yang dikenali sebagai "neutrino steril". Zarah-zarah ini, yang terbentuk tepat di Big Bang, dapat menjelaskan jisim Alam Semesta yang hilang, dan akan mempunyai kesan sampingan yang berguna untuk mempercepat pembentukan awal bintang.
Materi gelap mungkin memainkan peranan utama dalam mencipta bintang di awal alam semesta. Sekiranya demikian, perkara gelap mesti terdiri daripada zarah-zarah yang disebut "neutrino steril". Peter Biermann dari Institut Max Planck untuk Radio Astronomi di Bonn, dan Alexander Kusenko, dari University of California, Los Angeles, telah menunjukkan bahawa apabila neutrino steril membusuk, ia mempercepat penciptaan hidrogen molekul. Proses ini dapat membantu menerangi bintang-bintang pertama hanya 20 hingga 100 juta tahun selepas ledakan besar. Bintang generasi pertama ini kemudian mengionkan gas di sekitarnya, kira-kira 150 hingga 400 juta tahun selepas ledakan besar. Semua ini memberikan penjelasan sederhana kepada beberapa pemerhatian yang agak membingungkan mengenai bahan gelap, bintang neutron, dan antimateri.
Para saintis mendapati bahawa neutrino mempunyai jisim melalui eksperimen osilasi neutrino. Ini menyebabkan postulasi bahawa ada neutrino "steril" - juga dikenal sebagai neutrino tangan kanan. Mereka tidak mengambil bahagian dalam interaksi yang lemah secara langsung, tetapi berinteraksi melalui percampuran mereka dengan neutrino biasa. Jumlah keseluruhan neutrino steril di alam semesta tidak jelas. Sekiranya neutrino steril hanya mempunyai jisim beberapa kiloelectronvolts (1 keV adalah sepersepuluh jisim atom hidrogen), itu akan menjelaskan jisim besar yang hilang di alam semesta, kadang-kadang disebut "jirim gelap". Pemerhatian astrofisik menyokong pandangan bahawa bahan gelap mungkin terdiri daripada neutrino steril ini.
Teori Biermann dan Kusenko menjelaskan sejumlah teka-teki astronomi yang masih belum dapat dijelaskan. Pertama sekali, semasa ledakan besar, massa neutrino yang dibuat di Big Bang akan sama dengan yang diperlukan untuk menjelaskan perkara gelap. Kedua, zarah-zarah ini dapat menjadi penyelesaian untuk masalah lama mengapa pulsar bergerak begitu cepat.
Pulsar adalah bintang neutron yang berputar pada halaju yang sangat tinggi. Mereka dibuat dalam letupan supernova dan biasanya dikeluarkan dalam satu arah. Letupan itu memberi mereka "dorongan", seperti mesin roket. Pulsar boleh mempunyai kecepatan ratusan kilometer sesaat - atau kadang-kadang bahkan beribu-ribu. Asal halaju ini tidak diketahui, tetapi pelepasan neutrino steril akan menjelaskan tendangan pulsar.
Guitar Nebula mengandungi pulsar yang sangat pantas. Sekiranya bahan gelap terbuat dari zarah-zarah yang menyatukan semula alam semesta - seperti yang disarankan oleh Biermann dan Kusenko - gerakan pulsar mungkin telah mencipta gitar kosmik ini.
Ketiga, neutrino steril dapat membantu menjelaskan ketiadaan antimateri di alam semesta. Pada awal alam semesta, neutrino steril mungkin telah "mencuri" apa yang disebut "lepton number" dari plasma. Di kemudian hari, kekurangan nombor lepton ditukar menjadi nombor baryon bukan sifar. Asimetri yang dihasilkan antara baryon (seperti proton) dan antibaryon (seperti antiproton) boleh menjadi sebab mengapa alam semesta tidak mempunyai antimateri.
"Pembentukan lubang hitam galaksi pusat, serta struktur pada skala subgalaksi, memilih neutrino steril untuk menjelaskan perkara gelap. Konsensus beberapa bukti tidak langsung mendorong seseorang untuk mempercayai bahawa zarah gelap yang lama dicari mungkin memang neutrino steril ”, kata Peter Biermann
Sumber Asal: Max Planck Society
