Naukowcy odkryli niezwykle lekki ciemny obiekt

Astronomowie wykryli ciemny obiekt o najmniejszej masie, jaki kiedykolwiek zaobserwowano, wykorzystując zjawisko soczewkowanie grawitacyjne.

.Jak tłumaczą badacze, ciemna materia to tajemnicza forma materii, która nie emituje światła, ale jest niezwykle ważna dla zrozumienia ewolucji całego kosmosu. Stanowi ona większość Wszechświata i astronomowie od dawna próbują zrozumieć czym jest i z czego się składa. Ponieważ ciemnej materii nie można obserwować bezpośrednio, jej właściwości naukowcy mogą określać jedynie poprzez obserwację efektu soczewkowania grawitacyjnego, w wyniku, którego światło z bardziej odległego obiektu jest zniekształcane i odchylane przez grawitację ciemnego obiektu (dark object).

„Poszukiwanie ciemnych obiektów, które wydają się nie emitować żadnego światła, jest oczywiście trudnym zadaniem. Ponieważ nie możemy ich bezpośrednio zobaczyć, wykorzystujemy bardzo odległe galaktyki jako tło, aby poszukiwać ich śladów grawitacyjnych” – mówi Devon Powell z Max Planck Institute for Astrophysics.

.W ramach nowego badania, naukowcy z Max Planck Institute for Astrophysics, wykorzystali sieć teleskopów z całego świata, w tym teleskop Green Bank Telescope, Very Long Baseline Array oraz European Very Long Baseline Interferometric Network. Dane pozyskane z tych obserwatorów pozwoliły stworzyć super-teleskop wielkości Ziemi, który mógł uchwycić subtelne sygnały soczewkowania grawitacyjnego przez ciemny obiekt. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „Nature Astronomy”.

Astronomowie odkryli, że ciemny obiekt ten ma masę milion razy większą od masy Słońca i znajduje się w odległej części przestrzeni kosmicznej, około 10 miliardów lat świetlnych od Ziemi, w czasach, gdy wszechświat miał zaledwie 6,5 miliarda lat.

Ma on najmniejszą masę z wszystkich obiektów tego typu, jakie udało się wykryć przy użyciu tej techniki. Aby osiągnąć taki poziom czułości, badacze musieli stworzyć wysokiej jakości obraz nieba przy użyciu radioteleskopów rozmieszczonych na całym świecie.

„Na pierwszym obrazie o wysokiej rozdzielczości od razu zauważyliśmy zwężenie łuku grawitacyjnego, co było wyraźnym sygnałem, że jesteśmy na tropie czegoś ważnego. Tylko niewielka skupisko masy między nami a odległą galaktyką radiową mogło spowodować ten efekt” – twierdzi John McKean z University of Groningen, University of Pretoria i South African Radio Astronomy Observatory.

Aby przeanalizować tak ogromny zbiór danych, naukowcy musieli opracować nowe algorytmy, które można było uruchomić wyłącznie na superkomputerach. Astronomowie zastosowali specjalną technikę zwaną obrazowaniem grawitacyjnym, która pozwoliła „uchwycić” niewidzialne skupisko ciemnej materii poprzez odwzorowanie jego efektu soczewkowania grawitacyjnego na łuku promieniującym w zakresie fal radiowych.

„Biorąc pod uwagę szczegółowość naszych danych, spodziewaliśmy się znaleźć co najmniej jeden ciemny obiekt, więc nasze odkrycie jest zgodne z tak zwaną teorią zimnej ciemnej materii, na której opiera się większość naszej wiedzy na temat powstawania galaktyk. Po znalezieniu jednego obiektu pozostaje pytanie, czy uda nam się znaleźć więcej i czy ich liczba będzie nadal zgodna z modelami” – tłumaczy Devon Powell.

.Naukowcy obecnie analizują dane, aby lepiej zrozumieć, czym może być ten tajemniczy ciemny obiekt, ale badają również inne części nieba, aby sprawdzić, czy przy użyciu tej samej techniki uda się znaleźć więcej przykładów takich niezwykłych struktur. Jeśli takie tajemnicze obiekty będą znajdowane w innych częściach Wszechświata i jeśli okaże się, że naprawdę nie zawierają żadnych gwiazd, niektóre teorie dotyczące ciemnej materii mogą zostać wykluczone.

Oprac. EG