Pundurgalaktiku apvienošanās novērojumi, izmantojot orbītā esošo gravitācijas observatoriju LISA, palīdzēs astronomiem saprast, vai pastāv tumšā matērija un kādas īpašības tai piemīt. Teorētisko fiziķu raksts tika publicēts Astrofiziskās žurnāla vēstulēs.
Mēs esam parādījuši, ka punduru galaktiku un melno caurumu apvienošanās biežums to centros būs tieši atkarīgs no tā, cik daudz tumšās matērijas ir to iekšienē. Mūsdienās teorētiķi uzskata, ka tam jābūt ļoti daudzam, tāpēc mums jau ilgu laiku bija aizdomas, ka tas ietekmēs viņu kosmoloģiskās īpašības,”sacīja Lūsio Majers no Cīrihes universitātes (Šveice).
Visuma pavedieni
Ilgu laiku zinātnieki uzskatīja, ka Visums sastāv no matērijas, kuru mēs redzam un kas ir visu zvaigžņu, melno caurumu, miglāju, putekļu kopu un planētu pamats. Bet pirmie zvaigžņu ātruma novērojumi tuvējās galaktikās parādīja, ka nomalē esošās zvaigznes pārvietojas ar neiespējami lielu ātrumu, apmēram desmit reizes lielāku, nekā parādīja aprēķini, kuru pamatā bija visu zvaigžņu masa.
Iemesls tam, pēc mūsdienu zinātnieku domām, bija tā sauktā tumšā viela - noslēpumaina viela, kas veido aptuveni 75% no Visuma matērijas masas. Parasti katrā galaktikā ir apmēram astoņas līdz desmit reizes vairāk tumšās vielas nekā redzamajā brālēnā, un šī tumšā viela tur zvaigznes vietā un novērš to izkliedi.
Neveiksmīgi tumšās matērijas pēdu meklējumi uz Zemes, kā atzīmē Mejers, daudziem zinātniekiem liek šaubīties, vai tā principā pastāv vai ka tā sastāv no pārāk smagām un "aukstām" daļiņām - "WIMP", kas neizpaužas citādi kā tikai redzamu kopu piesaistīšana. jautājums.
Majers un viņa kolēģi pārdomāja, kur un kā varētu atrast šīs tumšās matērijas formas visdrošākās pēdas. Viņu uzmanību piesaistīja objekti, par kuriem parastās kosmoloģiskās teorijas paredz, ka gandrīz pilnībā jāsastāv no šīs vielas - vistumšākajām punduru galaktikām.
Reklāmas video:
Kosmosa "mikseris"
Zinātnieki ir izveidojuši šādu "zvaigžņu megapolīšu" datormodeli, kas ļāva viņiem piespiest tos viens pret otru un citiem objektiem, kā arī mainīt redzamās un tumšās vielas masas attiecību, kā arī to sadalījumu pa galaktikām.
Šie aprēķini negaidīti parādīja, ka centrālo melno caurumu uzvedība šādās galaktikās, kā arī to apvienošanās biežums lielā mērā būs atkarīgs no tumšās vielas klātbūtnes un vienas no tās īpašajām īpašībām - cik daudz tās blīvums atšķiras šo punduru nomalēs un centros.
Izrādījās, ka melnie caurumi varēja tuvoties viens otram, veidot tuvus pārus un saplūst tikai tajos gadījumos, ja tumšā viela šādās galaktikās tika sadalīta ārkārtīgi nevienmērīgi. Attiecīgi, novērojot to apvienošanās biežumu, mēs varam pateikt, kā tumšā matērija ir izplatīta visā Visumā un vai tā principā pastāv.
Kā aprēķināt šādus "kosmiskos negadījumus"? Supermasīvie melnie caurumi, kas riņķo neliela attāluma attālumā, izstaro ļoti zemas frekvences gravitācijas viļņus. Tie būs neredzami zemes teleskopiem, bet labi redzami orbītā esošajai gravitācijas observatorijai LISA, kuras būvniecība sāksies 2020. gada otrajā pusē.
Tas ir trīs satelītu kopums, kam jāseko kosmosa laika svārstībām, novērojot, kā gravitācijas viļņi novirza lāzera staru ceļu, kas savieno visas trīs LISA ierīces.
Mejers un viņa kolēģi cer, ka LISA novērojumi palīdzēs zinātniekiem apstiprināt tumšās matērijas esamību un kuras teorijas, kas apraksta tās struktūru, tuvojas Visuma dzīves noslēpumu risināšanai.
