A sötét anyag miatt „imbolyog” a Tejútrendszer, de épp ez ránthatja le róla a leplet

Galaxisunk, a Tejútrendszer gazdag sötét anyagban, viszont jelenlegi műszereinkkel nem tudjuk, hol, és hogyan oszlik el, mivel nem lép kölcsönhatásba a fénnyel.

Az alabamai Huntsville Egyetem egy csapata kitalálta, hogyan lehet magányos pulzárok segítségével feltérképezni ezt az anyagot és feltárni a galaxisra gyakorolt hatását. Dr. Sukanya Chakrabarti és csapatának technológiája a pulzárok néhány egyedi tulajdonságán alapul, illetve felhasználja galaxisunk furcsa imbolygását is. Ezt a fajta kilengést valószínűleg a törpegalaxisokkal, például a Nagy Magellán-felhővel való kölcsönhatás idézi elő. Ez a hullámzás kapcsolatban áll a galaxisban lévő sötét anyag mennyiségével, és kiderült, hogy a pulzárok segíthetnek megtalálni azt, derül ki a Universe Today beszámolójából.

A pulzárok hatalmas csillagok maradványai, amelyek a szupernóva-robbanások után maradnak hátra belőlük. Lényegében szélsőségesen gyorsan forgó neutroncsillagokról van szó, amelyek így hihetetlenül erős mágneses mezővel rendelkeznek. A forgás során nagy sebességű részecskéket küldenek ki az űrbe, aminek hatására az objektum azonban energiát veszít. A csavart mágneses mező mozgása által keltett súrlódással együtt a pulzár kissé lelassul egy „mágneses fékezésnek” nevezett folyamat során. A tudósok évek óta dolgoznak ennek a folyamatnak a modellezésén, hogy megértsék a pulzárok viselkedését.

A Tejútrendszer viselkedése a sötét anyag feltérképezésének egy másik része. A csillagászok tudják, hogy jelentős mennyiségű sötétanyag van a galaxisban, amely a jelek szerint nem egyenletesen oszlik el. Chakrabarti szerint a tömegének tényleges eloszlása néhány érdekes hatáshoz vezet.

A Gaia űrtávcső legfrissebb adatai szerint a Tejútrendszer “imbolyog”. Gaia Spacecraft / Wikimedia

Chakrabarti elmondta, hogy korábbi munkái során szimulációkkal mutatta ki, hogy mivel a Tejútrendszer kölcsönhatásba lép a törpegalaxisokkal, a galaxisban lévő csillagok nagyon különböző gravitációs vonzást éreznek, ha a korong alatt vagy felett vannak. „A Nagy Magellán-felhő a saját galaxisunk körül kering, és amikor a Tejútrendszer közelében halad el, a galaktikus korong tömegének egy részét maga felé húzhatja – ami egy egyoldalú galaxishoz vezet, amelynek egyik oldalán több a tömeg, így az egyik oldalon erősebben érzi a gravitációt.”

Chakrabarti szerint ez az imbolygás olyan, mint amikor egy kisgyermek járni tanul, de még nem teljesen kiegyensúlyozott. Az imbolygás hatással van a csillagokra, beleértve a pulzárokat is. És kiderült, hogy a sötét anyag eloszlása által okozott eltérő gravitációs rántások befolyásolják a pulzárok lassulásának mértékét.

Chakrabarti elmondta, hogy számítottak a Nagy Magellán-felhő vonzásából adódó aszimmetriára, amit a pulzárok lassulásából állapítottak meg. Más szóval, a sötét anyag gravitációs rántásai elárulják annak eloszlását és esetleg sűrűségét az egész galaxisban.

Chakrabarti és csapata korábban úttörő munkát végzett a sötét anyag feltérképezésével, amelyhez a galaxisban található kettős pulzárokat használták. Kiderült, hogy a mágneses fékezés nem befolyásolja a pulzárok pályáját a kettős rendszerekben, így ez teszi őket hasznossá a Tejútrendszerben lévő sötét anyag mennyiségének és eloszlásának mérésére.

A kutatócsoport tehát megmérte a pulzárok forgási sebességének a Tejútrendszer gravitációs potenciáljának hatására bekövetkező gyorsulását. Ez a munka megmutatta, hogy több bináris pulzárból származó adatpontok segítségével fel lehet térképezni a galaxis gravitációs terét. Ez magában foglalja a galaktikus sötét anyag csomóit is. Van azonban egy probléma. Rengeteg szinguláris pulzár van. Valahogyan fel kellett használni őket is. És ez visszavezet minket a csapat pulzárok lepergésének modellezéséhez.

Tom Donlon, a csapat tagja szerint a lassulás mértéke miatt kezdetben arra kényszerültek, hogy csak a binári srendszerekben lévő pulzárokat használják a gyorsulások kiszámításához, mivel a pályákat nem befolyásolja a mágneses fékezés. „Az új technikánkkal nagy pontossággal meg tudjuk becsülni a mágneses fékezés mértékét, ami lehetővé teszi, hogy egyedi pulzárokat is használjunk a gyorsulások meghatározásához.”

Chakrabarti csapata szerint a további, magányos pulzárokkal végzett mérésekkel végül sokkal pontosabb képet lehet alkotni a sötét anyag eloszlásáról a Tejútrendszerben. „Már jó ideje képesek vagyunk mérni a látható csillagok és a galaktikus középponthoz közeli csillagok körül a fekete lyukak által keltett nagy gyorsulásokat. Most a nagy gyorsulások mérésén túlmutatva eljuthatunk az apró, körülbelül 10 cm/s/évtized szintű gyorsulások méréséig.”

Érdemes elolvasni:

• Megtalálhatták a Mars egykori partvonalait
• Egy 6 millió évvel ezelőtti szupernóva-robbanás felgyorsította az evolúciót Afrikában?
• Kiderült, nem attól az anyagtól vörös a Mars felszíne, amitől korábban gondolták