De kosmiska partiklarna som vissa hoppades var bevis för mörk materia kanske accelerades i smyg av supernovor. På bilden: bautastjärnan eta Carinae som i framtiden kanske lyckas med samma konststycke när den exploderar. (Bild: ESO)

Astropartikelfysiken är ett galet spännande forskningsfält just nu. Med betoning på galet, kanske – ni minns väl historien om paparrazzi-fysikerna från förra sommaren? Målet är samma som då: att hitta partiklarna som man tror utgör den mörka materian. Den som lyckas kan säkert vinna ett Nobelpris.

Partiklarna i fråga är de som strömmar in från rymden bortom solsystemet och kallas kosmiska partiklar eller kosmisk strålning. De flesta av dessa accelereras i supernovarester och hos pulsarer, men några kanske, kanske, skapas när okända och osynliga partiklar av mörk materia kolliderar med varandra. Kan man se bevis för mörk materia bland de kosmiska partiklarna med högst energi? Eller kan man förklara allt med näraliggande pulsarer istället?

Läget såhär långt är följande. Den delvis svenska satellitexperimentet Pamela upptäckte en allt för hög andel positroner (antimaterians motsvarande till elektroner) bland de kosmiska partiklarna med högst energi. Bevis för mörk materia? Kanske, tyckte forskarna, och skrev massor med artiklar om resultaten. Sen kom ballongexperimentet ATIC och såg en ‘bump’ i spektrumet: oväntat många kosmiska elektroner med en viss energi (Nature News). Det var, tyckte vissa, helt rätt slags tecken på mörk materia bestående av så kallade Kaluza-Klein-partiklar. En skörd artiklar följde.

Nu har Rymdteleskopet Fermi gjort om ATIC:s mätningar, fast bättre. Fermi, uppe sedan sommaren 2008, är egentligen byggt för att detektera gammastrålning, men teleskopets kamera LAT visar sig vara en hejare på att istället samla in kosmiska elektroner och positroner. De nya resultaten släpptes på ArXiv.org häromdagen (pressmeddelanden hos NASA och Italienska rymdstyrelsen, kommentar hos Cosmic Variance).

ATIC:s bump är borta, och med den en del av förhoppningarna om tydligt bevis på mörk materia. Jan Conrad, som är projektledare för Sveriges Fermi-forskare, medger att vi nu verkar vara lite längre bort från att hitta mörk materia. Samtidigt är resultaten inte entydiga.
– Vi kan inte riktigt påstå att vi ser en bump här, men det är definitivt spännande, säger han.

Rätt vad det är så kan man faktiskt klämma in mörk materia som förklaring till Fermis nya data. Det har Stockholm universitets Lars Bergström, Joakim Edsjö och Gabrijela Zaharijaš visat i en artikel som släpptes i tisdags (pressmeddelande från Stockholms universitet). Men det tar emot, och det funkar lika bra med pulsarer som förklaring till Fermis mätningar.

Kommer de kosmiska partiklarna att leda oss till den mörka materian då? Astropartikelfolket ger i alla fall inte upp. Artikelflödet fortsätter (kolla t ex dagens tolkning av Fermis data), och redan nästa vecka blir det konferens om Pamela i Rom. Där ryktas det att Pamela-forskarna ska presentera egna nya mätningar av kosmiska elektroner. Då kanske det ljusnar ännu en gång för den mörka sidan…

Varför förs aldrig solfläckarna fram som tänkbar orsak till uppvärmningen eller den kosmiska bakgrundstrålningen eller solens magnetfält eller variationer i jordens omloppsbana och jordens avstånd till solen eller jordaxelns lutning eller andra faktorer, som anses avgöra, om klimatet blir varmt eller kallt?

De flesta av dessa har faktiskt diskuterats, av FNs klimatpanel till exempel, och vi har skrivit om dem förut (se även pappers-Populär Astronomi nr 2007/4). Men Höglunds idé om att den kosmiska bakgrundsstrålningen skulle ligga bakom klimatförändringen är mig veterligen helt ny. Den är ju starkast i mikrovågor så det är väl rimligt att den hettar upp? Hm, om det inte vore för faktumet att bakgrundsstrålningens temperatur är 2,7 grader över den absoluta nollpunkten vill säga. Bland annat.

I onsdags kväll höll Jasper Kirkby från CERN föredrag på Kungl. Vetenskapsakademien under titeln Cosmic rays and climate. Jag gick dit för att få reda på om den rådande snö- och is-bristen i Stockholm ska skyllas på lågprisflyget eller på variationer i den kosmiska strålningen. Svaret satt dock ganska långt inne. Vi fick höra många fascinerande resultat om det globala klimatets variationer över årmiljonerna. Diskussionerna om de faktorer som kan påverka klimatet är spännande: jordbanans variationer, kontinentaldriften… Och så den kosmiska strålningen. Denna ligger bakom jonisationen i luften och borde kopplas till molnbildningen. Molndroppar behöver kondensationskärnor för att bildas och sådana kan skapas kring joner. Fysiken är dock svår. Det är därför man vid CERN bygger en speciell kammare där man med acceleratorstrålning ska bestråla olika luftblandningar.
Den kosmiska strålningens intensitet påverkas av jordens respektive solens magnetfält och av vår belägenhet i Vintergatan. Allt detta varierar och det finns korrelationer mellan indirekta mått på kosmisk strålning och temperatur från gångna århundraden och årtusenden. Det finns även längre perspektiv med spekulationer om vår vandring in och ut ur vår galax’ spiralarmar kan ses i årmiljonernas temperaturkurvor.
Inte förrän den sista frågan från publiken ställdes av den bekante klimatforskaren Henning Rodhe fick vi veta vad Kirkby tror om de senaste decenniernas uppvärmning: den kan knappast förklaras med kosmisk strålning. Ty även om det skulle finnas en stark koppling till klimatet har strålningen inte varierat så mycket sedan 1950 att uppvärmningen kan skyllas denna.
Den 12 mars blir det klimatetik på Kungl. Vetenskapsakademien: mer information finns här.

Jasper Kirkby framför experimentkammaren som kommer att testa huruvida kosmisk strålning kan påverka molnbildning. (Bild: CERN)

Andra bloggar om: klimat, klimatförändring, solen