KOSMOS Nya ledtrådar i jakten på mörk materia

Forskare har svårt att förklara varför det finns så mycket antimateria runt jorden. En ny studie börjar ringa in de möjliga källorna genom att utesluta en populär kandidat.

Sedan 2009 har flera olika rymdburna instrument mätt mängden positroner – elektronens antipartikel – i närheten av jorden. Mätningarna visar att det finns betydligt fler positroner än vad gängse modeller kan förklara. Frågan är varifrån de kommer.

F&F har tidigare rapporterat om forskning som visade att supernovor kan förklara hela positronöverskottet. Då tycktes frågan vara avgjord. Men sedan dess har andra forskare fortsatt att testa fler teorier. Varför räckte inte supernovaförklaringen?

– Svårigheten är att det alltid är möjligt att skapa flera olika modeller som passar med en enskild observation, säger Julia Tjus, professor i astropartikelfysik vid Ruhr-universität Bochum i Tyskland.

Hon var en av forskarna bakom supernovastudien – men då vid Göteborgs universitet och med namnet Julia Becker. Hon har fortsatt att intressera sig för positronmysteriet.

Det som gör detta än mer spännande är att antipartiklarna sannolikt skapas relativt nära jorden. Positroner är lätta, och bromsas därför lätt in. Dessutom förintas de i en ljusblixt så fort de stöter ihop med vanliga elektroner, vilket gör att det är svårt att klara en längre färd.

– Det troligaste är att de här positronerna kommer från den närmaste delen av vår galax, kanske så nära som 3 000– 6 000 ljusår, säger Julia Tjus.

Det kan jämföras med avståndet till galaxens centrum, som är mer än fyra gånger så stort.

Ett av förslagen på fenomen som kan skapa positroner är pulsarer: stjärnor som ger regelbundna pulser av strålning. Nu har forskare använt observatoriet HAWC för att studerat gammastrålningen från två pulsarer. De konstaterar dock att pulsarerna inte kan ge upphov till tillräckligt mycket positroner. Det ger ett indirekt stöd för andra förklaringsmodeller, bland annat Julia Tjus supernovor – men även till de mer exotiska förklaringarna, som att det är universums mörka materia som skapar positroner.

Nya typer av observationer behövs för att ta reda på vilken modell som stämmer bäst. Enligt Julia Tjus är neutrinostrålning något som skulle kunna avgöra ifall supernovor räcker som hela förklaringen.

– Neutriner bildas tillsammans med positronerna. Om vi kunde mäta neutriner från en källa så skulle det ge oss ett direkt mått på hur mycket positroner som bildas vid den källan.

Kanske får vi invänta ännu känsligare neutrinofällor för att få det slutliga svaret på var positronerna skapas. Av Anna Davour