Nykštukų galaktikų susiliejimų stebėjimas naudojant orbitinę gravitacinę observatoriją LISA padės astronomams suprasti, ar egzistuoja sunkioji tamsioji materija ir kokias savybes ji turi. Teorinių fizikų straipsnis buvo paskelbtas astrofizikos žurnalų laiškuose.
„Mes parodėme, kad nykštukinių galaktikų ir juodųjų skylių susiliejimo jų centruose dažnis tiesiogiai priklausys nuo to, kiek juose yra tamsiosios medžiagos. Šiandien teoretikai mano, kad jo turėtų būti daug, todėl ilgai įtarėme, kad tai paveiks jų kosmologines savybes “, - sakė Lucio Mayeris iš Ciuricho universiteto (Šveicarija).
Visatos gijos
Ilgą laiką mokslininkai tikėjo, kad Visata susideda iš materijos, kurią mes matome ir kuri sudaro visų žvaigždžių, juodųjų skylių, ūkų, dulkių sankaupų ir planetų pagrindą. Pirmieji žvaigždžių greičio stebėjimai netoliese esančiose galaktikose parodė, kad pakraštyje esančios žvaigždės juda neįmanomai dideliu greičiu, maždaug dešimt kartų didesniu nei apskaičiavimai, pagrįsti visų žvaigždžių mase.
To priežastis, pasak šiandieninių mokslininkų, buvo vadinamoji tamsioji materija - paslaptinga medžiaga, kuriai tenka apie 75% Visatos materijos masės. Paprastai kiekvienoje galaktikoje yra apie aštuonis – dešimt kartų daugiau tamsiosios medžiagos nei matomoje pusseserėje, o ši tamsioji materija sulaiko žvaigždes ir neleidžia joms išsisklaidyti.
Nesėkmingai ieškant tamsiosios materijos pėdsakų Žemėje, kaip pažymi Mejeris, daugelis mokslininkų priverčia abejoti, ar jis iš esmės egzistuoja, ar kad jis susideda iš itin sunkių ir „šaltų“dalelių - „WIMP“, kurios pasireiškia ne kitaip, kaip tik pritraukiant matomus klasterius. reikalas.
Mayeris ir jo kolegos svarstė, kur ir kaip galima rasti „patikimiausių“šios tamsiosios materijos formos pėdsakų. Jų dėmesį patraukė objektai, kuriuos įprastos kosmologinės teorijos prognozuoja, kad beveik visi turėtų sudaryti iš šios medžiagos - pačios bukiausios nykštukų galaktikos.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Kosminis „maišytuvas“
Mokslininkai sukūrė tokių „žvaigždžių megapolių“kompiuterinį modelį, kuris leido juos stumti vienas prieš kitą ir kitus objektus, taip pat pakeisti matomos ir tamsios medžiagos masės santykį, taip pat jų pasiskirstymą galaktikose.
Šie skaičiavimai netikėtai parodė, kad centrinių juodųjų skylių elgesys tokiose galaktikose, taip pat jų susijungimo dažnis, labai priklausys nuo tamsiosios medžiagos buvimo ir vienos iš specifinių jos savybių - kiek jos tankis skiriasi šių nykštukų pakraščiuose ir centruose.
Paaiškėjo, kad juodosios skylės galėjo artėti viena prie kitos, sudaryti artimas poras ir susijungti tik tais atvejais, jei tamsioji materija tokiose galaktikose pasiskirstė itin netolygiai. Atitinkamai, stebėdami jų susijungimo dažnumą, galime pasakyti, kaip tamsioji materija pasiskirsto visatoje ir ar ji iš esmės egzistuoja.
Kaip apskaičiuoti tokias „kosmines avarijas“? Supermasyvios juodosios skylės, skriejančios nedideliu atstumu, skleis labai žemo dažnio gravitacines bangas. Jie bus nematomi antžeminiams teleskopams, tačiau gerai matomi orbitoje esančiai gravitacinei observatorijai LISA, kurios statyba prasidės 2020 m.
Tai trijų palydovų rinkinys, kuris turi sekti erdvės ir laiko svyravimus, stebėdamas, kaip gravitacinės bangos nukreipia lazerio spindulių, jungiančių visus tris LISA įrenginius, kelią.
Mejeris ir jo kolegos tikisi, kad LISA stebėjimai padės mokslininkams patvirtinti tamsiosios materijos egzistavimą ir kurios jos struktūrą apibūdinančios teorijos priartės prie visatos gyvenimo paslapčių sprendimo.