Paslaptingos tamsiosios medžiagos nematyti per bet kokio nuotolio teleskopus. Tai pasireiškia tik kaip gravitacinis poveikis įprastai materijai. Atrodo, kad šią liūdną tiesą reikia persvarstyti. Mokslininkų džiaugsmui.
Tolimoje galaktikų grupėje kažkas sugeria ir pakartotinai skleidžia tam tikros energijos rentgeno spindulius. Ir tai negali būti įprasta medžiaga. Ši išvada padaryta tyrime, kurį paskelbė tyrimų grupė, kuriai vadovavo Josephas P. Conlonas iš Oksfordo universiteto. Darbą galima rasti arXiv.org išankstinio spausdinimo svetainėje.
Pasak tyrimo pranešimo spaudai, ši detektyvinė istorija prasidėjo 2014 m. Tada mokslinė grupė, kuriai vadovavo Ezra Bulbul (Esra Bulbul) iš Harvardo-Smithsoniano astrofizikos centro Kembridže, atrado keistą reiškinį. Rentgeno spinduliuotė iš galaktikų spiečiaus, vadinamo Perseuso grupe, parodė spektrinę emisijos liniją, kurios energija buvo 3,5 keV. Rezultatas gautas naudojant XMM-Newton ir Chandra teleskopų prietaisus. Ta pati linija buvo rasta 73 kitų galaktikų spiečių spinduliavime, užfiksuotame XMM-Newton teleskopu.
Praėjus vos savaitei po šio rezultato paskelbimo, kita grupė, kuriai vadovavo Aleksejus Boyarsky iš Leideno universiteto Nyderlanduose, pranešė, kad stebi tą pačią liniją M31 galaktikos emisijoje ir Persėjo klasterio pakraštyje tuo pačiu XMM-Newton instrumentu.
Joks žinomas astrofizinis procesas neveda prie tokios linijos susidarymo. Todėl astronomai pasiūlė jiems spręsti paslaptingos tamsiosios materijos spinduliavimą.
Daugelis astronomų bandė pakartoti šiuos pastebėjimus, tačiau paslaptinga linija buvo rasta, o tada ne. Tai paskatino skeptikus spėlioti, kad mokslininkai patyrė klaidą veikdami prietaisą arba tvarkydami duomenis.
2016 m. Naujasis Japonijos teleskopas „Hitomi“, specialiai sukurtas rentgeno spektro linijoms stebėti, nesugebėjo aptikti 3,5 keV linijos, sklindančios iš Persėjo klasterio. Atrodė, kad klausimas pagaliau baigtas. Bet tai buvo tik dar vienas siužeto vingis.
Conlono komanda pastebėjo, kad Hitomi vaizdai buvo daug mažiau ryškūs nei Chandros. Todėl Perseus spiečiaus vaizde signalas iš dviejų šaltinių buvo sumaišytas: karštų dujų spinduliavimas, esantis aplink masyvią galaktiką klasterio centre, ir šviesa, sklindanti iš supermasyvios juodosios skylės, esančios pačios šios galaktikos centre.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Aiškesni Chandros vaizdai leidžia suprasti šių šaltinių indėlį. Pasinaudoję tuo, autoriai galėjo atskirai išanalizuoti juodosios skylės indėlį ir karštų dujų spinduliuotę.
Turėdami savo rankose ankstyvus „Chandra“stebėjimus dar 2009 m., Jie atrado nuostabų dalyką: stebėta 3,5 keV spektrinė linija, tačiau dujų skleidžiamuose „rentgeno spinduliuose“tai buvo radiacijos linija, o juodosios skylės spinduliavime - linija absorbcija! Kaip paaiškėjo, „Hitomi“teleskopas sumaišė dviejų šaltinių indėlį, todėl linijos kompensavo viena kitą ir todėl nebuvo pastebėtos. Tyrėjai tai patikrino atlikdami atitinkamus skaičiavimus.
Bet kaip yra taip, kad, žiūrėdami „tiesiai į akis“į juodąją skylę, astronomai aptinka kvantų absorbciją 3,5 keV energija ir stebėdami pakankamai toli nuo jų esančias dujas, jie sulaiko spinduliavimą šių kvantų pavidalu?
Šis reiškinys jau seniai žinomas specialistams, dirbantiems su optiniais teleskopais. Įsivaizduokite žvaigždę, kurią nuo mūsų apsaugojo dujų debesis. Dujos sugeria tam tikros energijos kvantus ir nedelsiant juos vėl spinduliuoja. Bet ši spinduliuotė vyksta visomis kryptimis: atgal į žvaigždę, statmeną „žvaigždės-stebėtojo“linijai (regėjimo linijai, kaip sako ekspertai) ir pan. Todėl žiūrėdami tiesiai į žvaigždę randame absorbcijos liniją, nes kai kurie žvaigždės skleidžiami kvantai su šia energija mūsų nepasieks.
Dabar išdidžiai nusisukame nuo žvaigždės ir nukreipiame žvilgsnį į tą debesies dalį, kuri yra „į šoną“. Šie dujų atomai taip pat sugeria žvaigždės spinduliuotę ir ją vėl išskiria. Bet šį kartą nematome pačios žvaigždės šviesos, ji sklinda dideliu kampu į regėjimo liniją. Bet mes matome tą sugertos šviesos dalį, kurią dujos skleis mūsų kryptimi (juk jos skleidžia šviesą tolygiai į visas puses). Todėl, žiūrėdami į šiuos „šalutinius“dujų regionus, pamatysime radiacijos liniją!
Atrodytų, viskas yra nuostabu. Supermasyvios juodosios skylės apylinkės iš tikrųjų skleidžia kvantus, kurių energija yra 3,5 keV, taip pat daugybės kitų energijos kvantų iš plataus diapazono. Bet norėdami atkurti ką tik aprašytą vaizdą, turime manyti, kad karštų dujų debesyje aplink galaktiką yra kažkas, kas sugeria šios pačios energijos kvantus ir paskui juos vėl spinduliuoja. Ir, kaip minėta pirmiau, paprastos medžiagos to tiesiog negali padaryti!
Taigi, vis dar tamsioji materija? Conlonas ir jo kolegos taip mano. Jie netgi sukūrė savo šios paslaptingos medžiagos modelį, kuris atkartoja šį elgesį. Tačiau autoriai dar neatmetė klaidos varianto. Vėlesni tyrimai turėtų galutinai išsiaiškinti problemą.