2010 entdeckt, strahlen zwei riesige und mysteriöse Fermi-Blasen aus dem Kern unserer Milchstraße. Ein Update der drei Astrophysiker, die sie gefunden haben.
Die Fermi-Blasen erstrecken sich vom Zentrum unserer Galaxie. Von Ende zu Ende erstrecken sie sich über 50.000 Lichtjahre oder ungefähr die Hälfte des Durchmessers der Milchstraße. Illustration über das Goddard Space Flight Center der NASA
Im Jahr 2010 entdeckten Wissenschaftler des Harvard-Smithsonian-Zentrums für Astrophysik die mysteriösen Fermi-Blasen, die sich über und unter der Scheibe unserer Milchstraße über Zehntausende von Lichtjahren erstrecken. Diese riesigen Ballons energetischer Gammastrahlen deuten auf ein mächtiges Ereignis hin, das in unserer Galaxie vor Millionen von Jahren stattgefunden hat, möglicherweise als das supermassereiche Schwarze Loch im Kern der Galaxie von einer enormen Menge an Gas und Staub gefressen hat. Im Januar 2015 sprachen die drei Astrophysiker, die die Fermi-Blasen entdeckten, mit Kelen Tuttle von The Kavli Foundation über die laufenden Versuche, die Ursachen und Auswirkungen dieser unerwarteten und seltsamen Strukturen zu verstehen und darüber, wie sie bei der Suche nach helfen können Dunkle Materie. Was folgt, ist eine bearbeitete Abschrift ihrer Diskussionsrunde.
DOUGLAS FINKBEINER ist Professor für Astronomie und Physik an der Harvard University und Mitglied des Instituts für Theorie und Berechnung am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. TRACY SLATYER ist Assistenzprofessor für Physik am Massachusetts Institute of Technology und Mitglied der angegliederten Fakultät am MIT Kavli Institut für Astrophysik und Weltraumforschung. MENG SU ist Pappalardo Fellow und Einstein Fellow am Massachusetts Institute of Technology und am MIT Kavli Institut für Astrophysik und Weltraumforschung.
DIE KAVLI-STIFTUNG: Als Sie drei 2010 Fermi-Blasen entdeckten, waren sie eine völlige Überraschung. Niemand ahnte das Vorhandensein solcher Strukturen. Was waren Ihre ersten Gedanken, als Sie diese riesigen Blasen sahen - die mehr als die Hälfte des sichtbaren Himmels überspannen -, die aus den Daten hervorgingen?
Douglas Finkbeiner war Teil einer Zusammenarbeit, bei der erstmals ein Gammastrahlen-Dunst in der Nähe des Zentrums der Milchstraße entdeckt wurde.
DOUGLAS FINKBEINER: Wie wäre es mit Enttäuschungen? Es scheint ein weit verbreitetes Missverständnis zu geben, dass Wissenschaftler wissen, wonach sie suchen, und dass sie es wissen, wenn sie es finden. In der Realität funktioniert das oft nicht. In diesem Fall waren wir auf der Suche nach dunkler Materie und fanden etwas völlig anderes. Zuerst war ich verwirrt, verblüfft, enttäuscht und verwirrt.
Wir hatten nach Hinweisen auf dunkle Materie in der inneren Galaxie gesucht, die sich als Gammastrahlen gezeigt hätten. Und wir haben einen Überschuss an Gammastrahlen gefunden, also dachten wir für eine Weile, dass dies ein Signal für dunkle Materie sein könnte. Aber als wir eine bessere Analyse durchgeführt und mehr Daten hinzugefügt haben, haben wir begonnen, die Ränder dieser Struktur zu erkennen. Es sah aus wie eine große 8 mit einem Ballon über und unter der Ebene der Galaxie. Dunkle Materie würde das wahrscheinlich nicht tun.
Zu der Zeit machte ich die freche Bemerkung, dass wir Probleme mit doppelten Blasen hatten. Anstelle eines schönen kugelförmigen Lichthofs, wie wir ihn mit dunkler Materie sehen würden, fanden wir diese beiden Blasen.
Tracy Slatyer zeigte, dass der Gammastrahlen-Dunst tatsächlich aus zwei heißen Plasmablasen stammt, die vom galaktischen Zentrum ausgehen.
TRACY SLATYER: Ich habe einen Vortrag über die Fermi-Blasen "Double Bubble Trouble" genannt - es hat so einen schönen Klang.
FINKBEINER: Es tut. Nach meinem ersten Gedanken - "Oh verdammt, es ist keine dunkle Materie" - war mein zweiter Gedanke: "Oh, es ist immer noch etwas sehr Interessantes, also lass uns jetzt herausfinden, was es ist."
SLATYER: Zu der Zeit, Doug, sagten Sie mir etwas in der Art: „Wissenschaftliche Entdeckungen werden häufiger von 'Huh, das sieht lustig aus' als von 'Eureka!' Angekündigt.“ Als wir das erste Mal begannen, den Rand dieser Blasen zu sehen, tauchte ich auf Erinnern Sie sich, wie Sie sich die Karten mit Doug angesehen haben, der darauf hinwies, wo er dachte, dass es Kanten gibt, und sie selbst überhaupt nicht gesehen hat. Und dann kamen mehr Daten herein und sie wurden immer klarer - obwohl es vielleicht Isaac Asimov war, der es zuerst sagte.
Meine erste Reaktion war also eher "Huh, das sieht wirklich seltsam aus." Aber ich würde mich nicht enttäuscht nennen. Es war ein Puzzle, das wir herausfinden mussten.
FINKBEINER: Vielleicht ist verwirrt ein besserer Deskriptor als enttäuscht.
Meng Su entwickelte die ersten Karten, die die genaue Form der Fermi-Blasen zeigten.
MENG SU: Genau. Wir wussten bereits von anderen blasenartigen Strukturen im Universum, aber das war immer noch ein ziemlicher Schock. Das Auffinden dieser Blasen in der Milchstraße wurde von keiner Theorie erwartet. Als Doug uns zum ersten Mal das Bild zeigte, auf dem man die Blasen sehen konnte, begann ich sofort darüber nachzudenken, was neben dunkler Materie möglicherweise eine solche Struktur erzeugen könnte. Ich persönlich war weniger verwirrt über die Struktur selbst als vielmehr darüber, wie die Milchstraße sie hätte herstellen können.
SLATYER: Aber es stimmt natürlich auch, dass die Strukturen, die wir in anderen Galaxien sehen, noch nie in Gammastrahlen gesehen wurden. Soweit ich weiß, gab es, abgesehen von der Frage, ob die Milchstraße eine solche Struktur herstellen könnte, nie die Erwartung, dass wir in Gammastrahlen ein helles Signal sehen würden.
SU: Stimmt. Diese Entdeckung ist immer noch einzigartig und für mich eine Bestrafung.
Hinweise auf die Kanten der Fermi-Blasen wurden erstmals in den 90er Jahren von ROSAT in Röntgenstrahlen (blau) beobachtet. Die vom Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop (Magenta) kartierten Gammastrahlen erstrecken sich viel weiter von der Ebene der Galaxie. Bild über das Goddard Space Flight Center der NASA
TKF: Warum wurden solche Blasen in der Milchstraße nicht erwartet, wenn sie in anderen Galaxien zu sehen sind?
FINKBEINER: Das ist eine gute Frage. Einerseits sagen wir, dass diese in anderen Galaxien nicht ungewöhnlich sind, andererseits sagen wir, dass sie in der Milchstraße völlig unerwartet waren. Einer der Gründe, warum es unerwartet war, ist, dass in der Milchstraße, während jede Galaxie im Zentrum ein supermassereiches Schwarzes Loch hat, das etwa 4 Millionen Mal so groß ist wie die Masse der Sonne, während in den Galaxien, in denen wir zuvor Blasen beobachtet hatten, Die Schwarzen Löcher sind in der Regel 100- oder 1000-mal so massereich wie unser Schwarzes Loch. Und weil wir glauben, dass es das Schwarze Loch ist, das die meisten dieser Blasen ansaugt, hätten Sie nicht erwartet, dass ein kleines Schwarzes Loch wie das, das wir in der Milchstraße haben, dazu in der Lage ist.
SU: Aus diesem Grund hat niemand damit gerechnet, Blasen in unserer Galaxie zu sehen. Wir dachten, das Schwarze Loch in der Mitte der Milchstraße sei ein langweiliges Loch, das nur still da saß. Aber immer mehr Beweise deuten darauf hin, dass es vor langer Zeit sehr aktiv war. Es scheint, als ob unser Schwarzes Loch in der Vergangenheit zig Millionen Mal aktiver gewesen wäre als heute. Vor der Entdeckung von Fermi-Blasen diskutierten die Leute diese Möglichkeit, aber es gab keinen einzigen Beweis dafür, dass unser Schwarzes Loch so aktiv sein könnte. Die Entdeckung der Fermi-Blase veränderte das Bild.
SLATYER: Genau. Andere Galaxien mit ähnlich aussehenden Strukturen sind in der Tat ganz andere galaktische Umgebungen. Es ist nicht klar, dass Blasen, die wir in anderen Galaxien mit ziemlich ähnlichen Formen wie in der Milchstraße sehen, notwendigerweise aus denselben physikalischen Prozessen stammen.
Aufgrund der Empfindlichkeit der Instrumente haben wir keine Möglichkeit, die Gammastrahlen zu betrachten, die mit diesen Blasen in anderen milchstraßenähnlichen Galaxien verbunden sind - wenn sie überhaupt Gammastrahlen abgeben. Die Fermi-Blasen sind wirklich unsere erste Chance, so etwas aus der Nähe und in Gammastrahlen zu betrachten, und wir wissen nur nicht, ob viele der sehr rätselhaften Merkmale der Fermi-Blasen in anderen Galaxien vorhanden sind. Es ist derzeit ziemlich unklar, inwieweit die Fermi-Blasen dasselbe Phänomen sind wie das, was wir in ähnlich geformten Strukturen bei anderen Wellenlängen in anderen Galaxien sehen.
SU: Ich denke, es ist wirklich sehr glücklich, dass unsere Galaxie diese Strukturen hat. Wir können sie sehr klar und mit großer Sensibilität betrachten, um sie im Detail zu studieren.
SLATYER: So etwas könnte in anderen Galaxien vorkommen und wir würden es nie erfahren.
SU: Ja - und auch das Gegenteil ist der Fall. Es ist durchaus möglich, dass die Fermi-Blasen von etwas stammen, das wir noch nie gesehen haben.
FINKBEINER: Genau. Und zum Beispiel haben die Röntgenstrahlen, die wir von Blasen in anderen Galaxien sehen, einen Faktor von einer Million weniger Energie als die Gammastrahlen, die wir von den Fermi-Blasen ausstrahlen sehen. Wir sollten also nicht zu dem Schluss kommen, dass sie aus denselben physischen Prozessen stammen.
SU: Und ich denke, hier in unserer eigenen Galaxie stellen immer mehr Menschen Fragen zu den Auswirkungen der Aktivität des Schwarzen Lochs in der Milchstraße. Ich denke, das Bild und die Fragen sind jetzt anders. Die Entdeckung dieser Struktur hat sehr wichtige Auswirkungen auf viele wichtige Fragen zur Milchstraße, zur Galaxienbildung und zum Wachstum von Schwarzen Löchern.
Das Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop sammelte die Daten, die die Fermi-Blasen enthüllten. Bild über das Goddard Space Flight Center der NASA
TKF: Doug und Meng, in einem Artikel von Scientific American, den Sie gemeinsam mit Dmitry Malyshev verfasst haben, haben Sie gesagt, dass Fermi-Blasen "tiefe Geheimnisse über die Struktur und Geschichte unserer Galaxie preisgeben". Wollen Sie uns näher erläutern, um welche Art von Geheimnissen es sich handelt? ?
SU: Es gibt mindestens zwei wichtige Fragen zu den supermassiven Schwarzen Löchern im Zentrum jeder Galaxie: Wie entsteht und wächst das Schwarze Loch selbst? Und wie ist die Wechselwirkung zwischen dem Schwarzen Loch und der Wirtsgalaxie, wenn das Schwarze Loch wächst?
Ich denke, wie die Milchstraße in dieses große Bild passt, ist immer noch ein Rätsel. Wir wissen nicht, warum die Masse des Schwarzen Lochs in der Mitte der Milchstraße im Vergleich zu anderen supermassiven Schwarzen Löchern so klein ist oder wie die Wechselwirkung zwischen diesem relativ kleinen Schwarzen Loch und der Milchstraße funktioniert. Die Blasen sind eine einzigartige Verbindung sowohl für das Wachstum des Schwarzen Lochs als auch für die Auswirkung der Energieinjektion aus dem Prozess der Ansammlung von Schwarzen Löchern auf die Milchstraße insgesamt.
FINKBEINER: Einige unserer Kollegen am Harvard-Smithsonian-Zentrum für Astrophysik führen Simulationen durch, in denen sie sehen können, wie Supernova-Explosionen und Anreicherungsereignisse von Schwarzen Löchern Gas erhitzen und aus einer Galaxie vertreiben. Sie können in einigen dieser Simulationen sehen, dass alles gut läuft und sich Sterne bilden und sich die Galaxie dreht und alles voranschreitet, und dann erreicht das Schwarze Loch eine kritische Größe. Plötzlich, wenn mehr Materie in das Schwarze Loch fällt, macht es einen so großen Blitz, dass es im Grunde den größten Teil des Gases direkt aus der Galaxie drückt. Danach gibt es keine Sternentstehung mehr - Sie sind fertig. Dieser Rückkopplungsprozess ist der Schlüssel zur Galaxienbildung.
SU: Wenn sich die Blasen - wie die, die wir gefunden haben - episodisch bilden, können wir besser verstehen, wie der Energieabfluss aus dem Schwarzen Loch den Gashalo im Halo der Dunklen Materie der Milchstraße verändert. Wenn dieses Gas abkühlt, bildet die Milchstraße Sterne. Das ganze System wird sich also aufgrund der Blasengeschichte ändern. Die Blasen sind eng mit der Geschichte unserer Galaxie verbunden.
Daten vom Fermi-Teleskop zeigen die Blasen (in Rot und Gelb) gegenüber anderen Quellen von Gammastrahlen. Die Ebene der Galaxie (meistens schwarz und weiß) erstreckt sich horizontal über die Bildmitte, und die Blasen erstrecken sich von der Mitte nach oben und unten. Bild über das Goddard Space Flight Center der NASA
TKF: Welche zusätzlichen experimentellen Daten oder Simulationen sind erforderlich, um wirklich zu verstehen, was mit diesen Blasen vor sich geht?
SU: Im Moment konzentrieren wir uns auf zwei Dinge. Zunächst möchten wir anhand von Beobachtungen mit mehreren Wellenlängen den aktuellen Status der Blasen verstehen - wie schnell sie sich ausdehnen, wie viel Energie durch sie freigesetzt wird und wie hochenergetische Partikel in den Blasen entweder in der Nähe des Schwarzen beschleunigt werden Loch oder innerhalb der Blasen selbst. Diese Details wollen wir durch Beobachtungen so gut wie möglich verstehen.
Zweitens wollen wir die Physik verstehen. Zum Beispiel wollen wir verstehen, wie sich die Blasen überhaupt gebildet haben. Könnte ein Ausbruch der Sternentstehung in der Nähe des Schwarzen Lochs dazu beitragen, den Ausfluss zu formen, der die Blasen antreibt? Dies kann uns helfen zu verstehen, welche Art von Prozess diese Arten von Blasen bildet.
FINKBEINER: Jede Art von Arbeit, die Ihnen die Menge an Energie liefert, die in bestimmten Zeiträumen freigesetzt wird, ist wirklich wichtig, um herauszufinden, was los ist.
SU: Ehrlich gesagt finde ich es erstaunlich, wie viele der Schlussfolgerungen, die wir aus den ersten Beobachtungen der Blasen gezogen haben, auch heute noch zutreffen. Die Energie, die Geschwindigkeit, das Alter der Blasen - all dies entspricht den heutigen Beobachtungen. Alle Beobachtungen weisen auf die gleiche Geschichte hin, so dass wir detailliertere Fragen stellen können.
TKF: Das passiert in der Astrophysik nicht oft, wo Ihre ersten Beobachtungen so genau zutreffen.
FINKBEINER: Das passiert nicht immer, es ist wahr. Aber wir waren auch nicht sehr präzise. Unser Papier sagt, dass die Blasen irgendwo zwischen 1 und 10 Millionen Jahre alt sind, und jetzt denken wir, dass sie ungefähr 3 Millionen Jahre alt sind, was logarithmisch zwischen 1 und 10 Millionen liegt. Wir sind also ziemlich glücklich. Aber es ist nicht so, dass wir sagten, es wäre 3,76 Millionen und es stimmte.
TKF: Was sind die anderen verbleibenden Geheimnisse über diese Blasen? Was hoffen Sie mehr zu erfahren, über das wir noch nicht gesprochen haben?
FINKBEINER: Wir haben ein Alter. Ich bin fertig.
TKF: Ha! Das klingt nicht nach Astrophysik.
SU: Nein, eigentlich erwarten wir, aus zukünftigen Beobachtungen viele neue Dinge zu lernen.
In den kommenden Jahren werden weitere Satelliten starten, mit denen die Blasen besser gemessen werden können. Eine überraschende Sache, die wir gefunden haben, ist, dass die Blasen einen Hochenergie-Cut-Off haben. Grundsätzlich hören die Blasen bei einer bestimmten Energie auf, in hochenergetischen Gammastrahlen zu leuchten. Darüber hinaus sehen wir keine Gammastrahlen und wissen nicht warum. Wir hoffen, dass wir bessere Messungen vornehmen können, die uns Aufschluss darüber geben, warum diese Abschaltung stattfindet. Dies kann mit zukünftigen Gammastrahlen-Energiesatelliten geschehen, einschließlich eines sogenannten Dark Matter-Explorers, der später in diesem Jahr gestartet wird. Obwohl der Satellit auf die Suche nach Signaturen dunkler Materie fokussiert ist, kann er diese hochenergetischen Gammastrahlen erkennen, die sogar höher sind als die Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskope, mit denen wir die Fermi-Blasen entdeckt haben. Von dort stammt der Name der Struktur.
Ebenso interessieren uns auch die Gammastrahlen mit niedrigerer Energie. Der Fermi-Satellit, den wir derzeit verwenden, weist einige Einschränkungen auf - die räumliche Auflösung ist für Gammastrahlen mit niedriger Energie bei weitem nicht so gut. Wir hoffen daher, in Zukunft einen weiteren Satelliten zu starten, der die Blasen in energiearmen Gammastrahlen betrachten kann. Eigentlich bin ich Teil eines Teams, das den Bau dieses Satelliten vorschlägt, und ich freue mich, einen guten Namen dafür zu finden: PANGU. Es ist noch im Anfangsstadium, aber wir hoffen, dass wir die Daten innerhalb von 10 Jahren erhalten können. Wir hoffen, hieraus mehr über die Prozesse in den Blasen zu erfahren, die zur Emission von Gammastrahlen führen. Wir brauchen mehr Daten, um das zu verstehen.
Wir möchten auch mehr über die Blasen in Röntgenstrahlen erfahren, die auch wichtige Informationen enthalten. Röntgenstrahlen könnten uns beispielsweise sagen, wie sich die Blasen auf das Gas im Lichthof der Milchstraße auswirken. Die Blasen erwärmen vermutlich das Gas, wenn sie sich in den Lichthof ausdehnen. Wir möchten messen, wie viel Energie aus den Blasen in den Gashalo gelangt. Dies ist der Schlüssel zum Verständnis der Auswirkungen des Schwarzen Lochs auf die Sternentstehung. Ein neuer deutsch-russischer Satellit namens eRosita, der 2016 starten soll, könnte hier Abhilfe schaffen. Wir hoffen, dass uns die Daten dabei helfen, Details zu allen Teilen der Blase und deren Wechselwirkung mit dem Gas um sie herum zu erfahren.
FINKBEINER: Ich stimme völlig mit dem überein, was Meng gerade gesagt hat. Das wird ein sehr wichtiger Datensatz.
SLATYER: Ich freue mich darauf, den genauen Ursprung der Blasen herauszufinden. Wenn Sie beispielsweise einige grundlegende Annahmen treffen, sieht es so aus, als ob das Gammastrahlensignal einige sehr merkwürdige Merkmale aufweist. Besonders die Tatsache, dass die Blasen über die gesamte Länge hinweg so gleichmäßig aussehen, ist überraschend. Man würde nicht erwarten, dass die physikalischen Prozesse, von denen wir glauben, dass sie innerhalb der Blasen stattfinden, um diese Gleichförmigkeit zu erzeugen. Gibt es hier mehrere Prozesse? Sieht das Strahlungsfeld in den Blasen anders aus als erwartet? Gibt es eine merkwürdige Auslöschung zwischen der Elektronendichte und dem Strahlungsfeld? Dies sind nur einige der Fragen, die wir noch haben. Fragen, über die weitere Beobachtungen - wie die, über die Meng gesprochen hat - Aufschluss geben sollten.
FINKBEINER: Mit anderen Worten, wir schauen immer noch im Detail und sagen: "Das sieht lustig aus."
TKF: Es hört sich so an, als müssten noch viele weitere Beobachtungen gemacht werden, bevor wir die Fermi-Blasen vollständig verstehen können. Aber nach dem, was wir bereits wissen, gibt es irgendetwas, das den galaktischen Kern wieder aufheizen und dazu führen könnte, dass er mehr solche Blasen erzeugt?
FINKBEINER: Nun, wenn wir recht haben, dass die Blasen aus dem Schwarzen Loch kommen und eine Menge Materie aufsaugen, lassen Sie einfach eine Menge Gas auf das Schwarze Loch fallen und Sie werden ein Feuerwerk sehen.
TKF: Gibt es in der Nähe unseres Schwarzen Lochs eine Menge Materie, die natürlich dieses Feuerwerk auslösen könnte?
FINKBEINER: Oh sicher! Ich glaube nicht, dass es in unserem Leben passieren wird, aber wenn Sie vielleicht 10 Millionen Jahre warten, wäre ich überhaupt nicht überrascht.
SU: Es gibt kleinere Materieteile, wie eine Gaswolke namens G2, von der die Leute annehmen, dass sie so viel Masse hat wie vielleicht drei Erden, die wahrscheinlich in nur wenigen Jahren in das Schwarze Loch gezogen werden. Das wird wahrscheinlich nicht so etwas wie die Fermi-Blasen produzieren, aber es wird uns etwas über die Umgebung um das Schwarze Loch und die Physik dieses Prozesses erzählen. Diese Beobachtungen könnten uns dabei helfen, herauszufinden, wie viel Masse es gekostet hätte, die Fermi-Blasen zu erzeugen, und welche Arten von Physik sich in diesem Prozess abspielten.
FINKBEINER: Es ist wahr, wir könnten etwas Interessantes aus dieser G2-Wolke lernen. Dies könnte jedoch ein bisschen wie ein roter Hering sein, da kein vernünftiges Modell darauf hinweist, dass es Gammastrahlen erzeugt. Es würde eine 100.000.000-mal größere Gaswolke benötigen, um eine Fermi-Blase zu erzeugen.
SU: Es gibt viele Beweise dafür, dass das galaktische Zentrum vor mehreren Millionen Jahren eine ganz andere Umgebung hatte. Es ist jedoch schwierig, einen Überblick darüber zu gewinnen, wie die Dinge in der Vergangenheit gelaufen sind und was in der Zwischenzeit geschehen ist. Ich denke, die Fermi-Blasen könnten ein einzigartiges, direktes Indiz dafür sein, dass das zentrale Schwarze Loch früher von viel reicherem umgebendem Gas und Staub gespeist wurde als heute.
TKF: Die Fermiblasen bleiben sicherlich ein spannendes Forschungsgebiet. Ebenso die dunkle Materie, nach der Sie ursprünglich gesucht hatten, als Sie die Fermi-Blasen entdeckten. Wie läuft diese ursprüngliche Jagd auf dunkle Materie?
FINKBEINER: Wir haben den Kreis wirklich geschlossen. Wenn es eine der am häufigsten diskutierten Arten von theoretischen Partikeln der dunklen Materie gibt, das WIMP (Weakly Interacting Dark Matter Particle), sollte es eine Art Gammastrahlensignal abgeben. Es ist nur eine Frage, ob sich dieses Signal auf einem Pegel befindet, den wir erkennen können. Wenn Sie dieses Signal also jemals in der inneren Galaxie sehen wollen, müssen Sie alle anderen Dinge verstehen, die Gammastrahlen erzeugen. Wir dachten, wir verstehen sie alle und dann kamen die Fermi-Blasen. Jetzt müssen wir diese Blasen wirklich gründlich verstehen, bevor wir wieder nach WIMPs im Zentrum der Galaxis suchen können. Sobald wir sie gut verstanden haben, können wir die Fermi-Blasen-Gammastrahlen sicher vom gesamten Gammastrahlensignal subtrahieren und nach überschüssigen Gammastrahlen suchen, die möglicherweise von der dunklen Materie stammen.
Richard Feynman und Valentine Telegdi zitierten: „Die Sensation von gestern ist die Kalibrierung von heute und der Hintergrund von morgen.“ Die Fermi-Blasen sind zweifellos für sich genommen sehr interessant und werden die Menschen viele Jahre lang damit beschäftigen, herauszufinden, was sie sind . Sie sind aber auch Hintergrund oder Vordergrund für jede Suche nach dunkler Materie und müssen auch aus diesem Grund verstanden werden.
SLATYER: Daran arbeite ich zurzeit in meiner Forschung. Und die erste Frage, die Doug gerade gestellt hat, lautet häufig: „Warum suchen Sie nicht einfach nach Beweisen für dunkle Materie außerhalb der inneren Galaxie?“ Bei WIMP-Modellen für dunkle Materie erwarten wir die Signale von der Galaktik Zentrum deutlich heller als irgendwo sonst am Himmel. Es ist also im Allgemeinen keine gute Option, das galaktische Zentrum aufzugeben.
Bei der Betrachtung der Fermi-Blasen in der Nähe des galaktischen Zentrums haben wir ein vielversprechendes Signal gefunden, das möglicherweise mit dunkler Materie in Verbindung gebracht werden könnte. Es erstreckt sich über eine beträchtliche Entfernung vom galaktischen Zentrum und hat viele Eigenschaften, die Sie von einem Signal der Dunklen Materie erwarten würden - einschließlich des Auftretens auch außerhalb der Blasen.
Dies ist ein sehr konkreter Fall, in dem Studien der Fermi-Blasen etwas aufgedeckt haben, das möglicherweise mit dunkler Materie zusammenhängt - wonach wir zuerst gesucht haben. Es wird auch betont, wie wichtig es ist, zu verstehen, was genau in den Blasen vor sich geht, damit wir diese sehr interessante Region des Himmels besser verstehen können.
FINKBEINER: Es wäre eine überragende Ironie, wenn wir die Fermi-Blasen auf der Suche nach dunkler Materie und dann beim Studium der Fermi-Blasen entdeckten wir dunkle Materie.