Materia e errët në qendër të galaktikës sonë 

Teleskopi Fermi bëri vëzhgime të qarta të emetimit të tepërt të rrezeve γ në qendër të galaktikës sonë, e cila dukej jo-sferike dhe e rrafshuar. E referuar si Teprica e Qendrës Galaktike (TQG), kjo rreze γ e tepërt është një shenjë e mundshme e materies së errët që lind si produkt i vetë-asgjësimeve të grimcave masive që bashkëveprojnë dobët (WIMP), një kandidate për grimca të materies së errët. Megjithatë, rrezet γ të tepërta të vëzhguara në qendrën galaktike mund të jenë gjithashtu për shkak të pulsarëve të vjetër milisekondë (MSP). Deri më tani, është mbajtur qëndrimi se morfologjia e TQG për shkak të materies së errët (TQG) do të ishte sferike. Një studim i kohëve të fundit simulimi zbulon se morfologjia e rrezeve gama për shkak të TQG mund të jetë në mënyrë të konsiderueshme jo-sferike dhe e rrafshuar. Kjo do të thotë që hipotezat e asgjësimeve të materies së errët (TQG) dhe pulsarëve milisekondë (TQG) për TQG-në e vëzhguar janë po aq të mundshme. Rrezet gama të prodhuara në asgjësimin e materies së errët (TQG) do të kishin një nivel jashtëzakonisht të lartë energjie prej afërsisht 0.1 tera-elektron-volt (TeV). Teleskopët standardë me rreze gama nuk mund t’i zbulojnë këto fotone me energji të lartë drejtpërdrejt. Prandaj, konfirmimi i modelit të materies së errët (DM) të Qendrës së Tepërt Galaktike (GCE) do të ishte i mundur pas përfundimit të studimeve nga observatorët me rreze tera-γ si Observatori i Rrjetit të Teleskopit Cherenkov (CTAO) dhe Observatori Jugor i Rrezeve Gama me Fushë të Gjerë (SWGO).

Historia e materies së errët filloi në vitin 1933 kur Fritz Zwicky vërejti se galaktikat që lëvizin me shpejtësi në Grumbullin e Komës nuk mund të qëndrojnë së bashku dhe të mbeten të qëndrueshme pa praninë e materies shtesë që është disi e padukshme, por që ushtron efekt të mjaftueshëm gravitacional për të ndaluar galaktikat nga ndarja. Ai shpiku termin "materia e errët" për t'iu referuar një materie të tillë të padukshme. Në vitet 1960, Vera Rubin dha një kontribut themelor në kuptimin tonë të materies së errët. Ajo vuri në dukje se yjet në skajet e jashtme të Andromedës dhe galaktikave të tjera rrotulloheshin me një shpejtësi aq të shpejtë sa shpejtësia e yjeve drejt qendrës. Për shumën e dhënë të të gjithë materies së vëzhguar, galaktika duhet të ishte larguar duke bërë të nevojshme praninë e një materie shtesë të padukshme që i mban galaktikat së bashku dhe i bën ato të rrotullohen me shpejtësi të lartë. Matjet e saj të kurbave të rrotullimit të galaktikës Andromeda ofruan provat më të hershme të materies së errët.  

Tani e dimë që materia e errët nuk bashkëvepron me dritën ose forcën elektromagnetike. Ajo nuk thith, reflekton ose lëshon dritë ose ndonjë rrezatim tjetër elektromagnetik dhe është e padukshme, prandaj quhet e errët. Por ajo grumbullohet gravitacionalisht dhe ka efekt gravitacional mbi materien e zakonshme, dhe kështu nxirret në përgjithësi prania e saj në hapësirë. Galaktikat mbahen së bashku në ekuilibër nga efekti gravitacional i materies së errët, e cila përbën deri në 26.8% të përmbajtjes së energjisë masive të universit, ndërsa i gjithë universi i vëzhgueshëm, duke përfshirë të gjithë materien e zakonshme barionike nga e cila jemi të gjithë të përbërë, përbën vetëm 4.9% të universit. Pjesa e mbetur prej 68.3% e përmbajtjes së energjisë masive të universit është energji e errët.  

Nuk dihet se çfarë është në të vërtetë materia e errët. Nuk ka grimca themelore në Modeli standard kanë vetitë e nevojshme për të qenë materie e errët. Ndoshta, "grimcat supersimetrike" hipotetike që janë partnere të grimcave në Modelin Standard përbëjnë materien e errët. Ndoshta ekziston një botë paralele e materies së errët. WIMP-të (Grimcat Masive që Ndërveprojnë Dobët), aksionet ose neutrinot sterile janë grimca të hipotezuara përtej Modelit Standard që janë kandidate kryesore. Megjithatë, ende nuk është arritur sukses në zbulimin e grimcave të tilla.  

Ka disa projekte (si p.sh. Eksperimenti i XENONIT, Projekti DarkSide-20k, Eksperiment EURECA, RES-NOVA) aktualisht në zhvillim e sipër për zbulimin direkt të grimcave të materies së errët. Këta janë kryesisht detektorë të lëngshëm të gazit fisnik ose detektorë kriogjenikë të cilët janë projektuar për të zbuluar sinjale të zbehta nga bashkëveprimet e grimcave të materies së errët. Megjithatë, pavarësisht shumë qasjeve të reja, asnjë projekt nuk ka qenë në gjendje të zbulojë drejtpërdrejt ndonjë grimcë të materies së errët deri më tani. 

Për prova indirekte të materies së errët, mund të kërkohen efektet gravitacionale të materies së errët, siç bënë Fritz Zwicky dhe Vera Rubin për të zbuluar materien e errët duke studiuar se si galaktikat mbahen së bashku pavarësisht se kanë shpejtësi disproporcionalisht të larta për materien e zakonshme të vëzhguar. Efektet gravitacionale të lentes (përkuljes së dritës) dhe efektet në lëvizjen e yjeve në hapësirë ​​gjithashtu mund të ofrojnë prova indirekte të pranisë së materies së errët. Përveç kësaj, produktet e asgjësimit (të tilla si rrezet gama, neutrinot dhe rrezet kozmike) të krijuara kur grimcat e materies së errët përplasen me njëra-tjetrën në hapësirë ​​gjithashtu mund të tregojnë praninë e materies së errët. Një vendndodhje e tillë ku materia e errët u parashikua bazuar në produktet e asgjësimit të grimcave të materies së errët është qendra e galaktikës sonë, Rruga e Qumështit.  

Zbulimi i materies së errët në qendër të galaktikës sonë, Rruga e Qumështit  

Kishte indikacione për një shkëlqim të tepërt qendror mikrovalësh difuz në qendër të Rrugës së Qumështit (MW). Shkëlqimi i tepërt u propozua të ishte për shkak të emetimit sinkrotron nga elektronet relativiste dhe pozitronet e gjeneruara në asgjësimin e materies së errët WIMP, prandaj u parashikua një sinjal i zgjeruar i rrezeve γ në diapazonin e energjisë deri në disa qindra GeV. Më pas, Teleskopi Fermi-Large Area (LAT) zbuloi sinjalin e rrezeve γ i cili u identifikua si Teprica e Qendrës Galaktike (GCE). Shpejt, u kuptua se Teprica e Qendrës Galaktike (GCE) mund të ishte gjithashtu për shkak të yjeve të vjetër neutron (pulsarët milisekondë). Mendohej se morfologjia e GCE do të ishte e rëndësishme - një GCE simetrike në formë sferike do të ishte tregues i emetimit të rrezeve γ nga asgjësimi i grimcave të materies së errët (DM), ndërsa një morfologji e rrafshuar e GCE do të sugjeronte emetimin e rrezeve γ nga pulsarët milisekondë (MSP).  

Vëzhgimi i gjerë i qendrës galaktike të Rrugës së Qumështit nga Teleskopi Fermi-Large Area (LAT) zbuloi një asfericitet të rrafshuar. Zakonisht, dikush do ta shoqëronte asfericitetin e vëzhguar me yjet e vjetër (MSP), megjithatë një studim i kohëve të fundit i publikuar më 16 tetor 2025 ka arritur në përfundimin se morfologjitë GCE të parashikuara nga modelet e asgjësimit të materies së errët (DM) dhe yjeve të vjetër (MSP) janë të padallueshme.   

Për të studiuar shpërndarjen e materies së errët, studiuesit kryen simulim të morfologjisë së galaktikave të ngjashme me MW (Rruga e Qumështit). Ata zbuluan se halot e materies së errët rreth galaktikave, si dhe rreth rajoneve qendrore të galaktikave, rrallë ishin sferike, siç supozohej në modelin anizotropik. Në vend të kësaj, analiza tregoi një projeksion të rrafshuar të dendësisë së materies së errët për të gjitha galaktikat. Kjo shpërndarje jo-aksisimetrike e materies së errët (DM) u tregua edhe nga historia e bashkimit të galaktikës Rruga e Qumështit në tre miliardë vitet e para në historinë e universit. Morfologjia e vëzhguar e GCE-së është e rrafshuar mbi rajonin qendror, i cili përgjithësisht mendohet të jetë karakteristikë e shpërndarjes së yjeve të vjetër (MSP). Studimi i ri ka treguar se materia e errët (DM) gjeneron një shpërndarje të ngjashme katrore. Kështu, hipotezat e asgjësimit të materies së errët (DM) dhe pulsarëve milisekondë (MSP) për GCE-në e vëzhguar janë po aq të mundshme.   

Nëse GCE-ja e vëzhguar është për shkak të materies së errët (DM) apo për shkak të pulsarëve milisekondë (MSP) do të dihet kur observatorët me rreze γ si Observatori i Rrjetit të Teleskopit Cherenkov (CTAO) dhe Observatori Jugor i Rrezeve Gama me Fushë të Gjerë (SWGO) të përfundojnë studimet e tyre mbi rrezet tera-gama në të ardhmen. Rrezet gama të prodhuara si një produkt asgjësimi i materies së errët (DM) në qendrën galaktike do të ishin fotone me energji ultra të lartë me një nivel energjie jashtëzakonisht të lartë prej afërsisht 0.1 tera-elektron-volt (TeV). Teleskopët standardë me rreze gama nuk mund t'i zbulojnë këto fotone me energji të lartë direkt. Rrezet tera-gama do të jenë një objektiv i rëndësishëm për observatorët e ardhshëm me rreze γ si CTAO dhe SWGO.  

Ky studim është një hap përpara në zbulimin e materies së errët në hapësirë ​​nëpërmjet produkteve të saj të asgjësimit, megjithatë prania e materies së errët në qendrën galaktike do të kërkonte konfirmim nga observatorët me rreze γ me energji ultra të lartë, siç janë CTAO ose SWGO, në të ardhmen. Një përparim shumë më domethënës në shkencën e materies së errët do të ishte zbulimi i drejtpërdrejtë i çdo grimce DM.  

*** 

Referencat:  

1. Hochberg, Y., Kahn, YF, Leane, RK etj. Qasje të reja për zbulimin e materies së errët. Nat Rev Phys 4, 637–641 (2022). https://doi.org/10.1038/s42254-022-00509-4 

2. Misiaszeka M. dhe Rossib N. 2024. Zbulimi i drejtpërdrejtë i materies së errët: një përmbledhje kritike. Symmetry 2024, 16(2), 201; DOI: https://doi.org/10.3390/sym16020201  

3. Instituti i Fizikës Korpuskulare. Në kërkim të materies së errët: një qasje e re për zbulimin e të padukshmes. 22 gusht 2025. Në dispozicion në https://webific.ific.uv.es/web/en/content/search-dark-matter-new-approach-detecting-invisible 

4. Muru MM, et al 2025. Morfologjia e Tepërt e Qendrës Galaktike Fermi-LAT të Materies së Errët në Simulimet e Galaktikës së Rrugës së Qumështit. Physical Review Letters. 135, 161005. Botuar më 16 tetor 2025. DOI: https://doi.org/10.1103/g9qz-h8wd Versioni paraprak i botimit në arXiv. Dorëzuar më 8 gusht 2025. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2508.06314  

5. Universiteti Johns Hopkins. Lajme – Shkëlqimi misterioz në Rrugën e Qumështit mund të jetë provë e materies së errët. Postuar më 16 tetor 2025. Në dispozicion në https://hub.jhu.edu/2025/10/16/mysterious-glow-in-milky-way-dark-matter/  

6. Instituti Leibniz për Astrofizikë. Lajme – Rruga e Qumështit tregon tepricë rrezesh gama për shkak të asgjësimit të materies së errët. Postuar më 17 tetor 2025. Në dispozicion në https://www.aip.de/en/news/milkyway-gammaray-darkmatter-annihilation/  

7. Teleskopi Hapësinor Fermi me Rreze Gama. I disponueshëm në https://science.nasa.gov/mission/fermi/  

8. Observatori i Rrjetit të Teleskopit Cherenkov (CTAO). I disponueshëm në https://www.ctao.org/emission-to-discovery/science/  

9. Observatori Jugor i Rrezeve Gama me Fushë të Gjerë (SWGO). I disponueshëm në https://www.swgo.org/SWGOWiki/doku.php?id=swgo_rel_pub  

10. Observatori i Tartusë. Ana e errët e Universit. Në dispozicion në https://kosmos.ut.ee/en/dark-side-of-the-universe 

***