SG.hu·
Számszerű adatok a sötét anyagról
Első alkalommal sikerült némi számszerűséget vinni a modern csillagászat nagy rejtvénye, a sötét anyag fizikai jellemvonásaiba.
Ezt a különös anyagot a jelenlegi technikával nem tudjuk közvetlenül észlelni, mivel nem bocsát ki sem fényt, sem pedig sugárzást. Jelenlétére a galaxisok forgásából következtetnek a csillagászok, mivel a csillagrendszerek tagjai olyan gyorsan mozognak, hogy ha nem tartaná össze őket egy láthatatlan anyag gravitációs vonzása, akkor egyszerűen szétszóródnának. Az eddigi megfigyelések szerint az összes kozmikus anyag több mint 95%-a sötét anyag.
Ehhez szolgáltattak most némi többlet ismeretet a Cambridge-i Csillagászati Intézet kutatói, akik Gerry Gilmore professzor vezetésével tizenkét, a Tejutat szegélyező törpe galaxist vizsgáltak meg részletesen a chilei VLT (Very Large Telescope) létesítmény távcsöveivel. A vizsgálatok eredményeként részletes háromdimenziós térképek készültek a galaxisokról, a csillagok mozgásából pedig "kiszimatolták" a köztük levő sötét anyag nyomát és rendkívül pontosan meg is mérték azt.
A kutatók nem kevesebb, mint 7000 mérést végeztek el, melyből sikerült megállapítani, hogy a galaxisok a normál anyaghoz képest 400-szoros sötét anyag tartalommal rendelkeznek. Gilmore professzor szerint a sötét anyag eloszlása egyetlen eddigi elmélettel sem mutat semmilyen egyezőséget. Tömege a számítások szerint Napunkénak 30 milliószorosa, és úgy tűnik, nem lehet 300 parszeknél, azaz 1000 fényévnél kisebbre összetömöríteni, mivel a sötét anyag részecskéinek mozgási sebessége azt már nem engedi. A mozgási sebességét ennek alapján körülbelül 9 km/s-re becsülték. "Ezek a sötét anyag első tulajdonságai, amit meg tudtunk állapítani a puszta létén kívül" - nyilatkozott Gilmore professzor a BBC-nek adott interjújában.
A britek 23 éjszakányi megfigyelési időt töltöttek a VLT-ben
A sebesség nagy meglepetés. A jelenlegi elmélet szerint a sötét anyag részecskéi rendkívül hidegek, ezért másodpercenként mindössze néhány millimétert tesznek meg, a cambridge-i megfigyelések azonban azt bizonyítják, hogy a részecskéknek kozmikus mércével mérve egészen melegnek kell lenniük, 10 000 fok körül. A sötét anyag alkotóelemeire az úgynevezett gyenge kölcsönhatásban álló masszív részecske (angol kezdőbetűi alapján WIMP) tűnik a legvalószínűbb befutónak. A tudósok szerint ezek a részecskék az ősrobbanáskor keletkeztek, létezésüket a Standard Modell elméleti kiegészítéseiben vázolták fel, de valójában még nem sikerült megfigyelésekkel alátámasztani.
A terület kutatói elképesztőnek nevezték a cambridge-iek munkáját. Bob Nichol a Porthsmouth Egyetem Kozmológiai és Gravitációs karának professzora szerint, amennyiben a sötét anyag hőmérséklete helytálló, akkor az nagy hatással lesz a galaxisok és galaxis klaszterek kialakulásáról alkotott képre, valamint a rejtélyes részecskék keresésére, főként hogy az eredmények szerint nem is jó helyen keresi azokat a tudomány. Egy "melegebb" sötét anyag nehezebbé teszi a kisebb galaxisok kialakulását, azonban nagy segítséget jelent az igazán nagy szerkezetek formálódásában.
A tudósok a Föld mélyében elhelyezett kísérleti kristálydetektoroktól remélik a normál anyagon áthaladó sötét anyag részecskék rögzítését. Egy másik sokat ígérőnek tűnő jövőbeni lehetőség a részecskegyorsítókban végrehajtandó kísérletek, melyek a várakozások szerint nagyobb betekintést fognak nyújtani a sötét anyag fizikájába. A cambridge-iek munkája még egy igen jelentős eredményt hozott. A törpe galaxisok részletes elemzése lehetővé tette a tudósoknak hogy minden eddiginél pontosabban lemérjük galaxisunk tömegét, amiből kiderült, hogy az nagyobb, mint amire a korábbi becslésekből következtetni lehetett. Jelenleg úgy tűnik, hogy a Tejút a helyi univerzum legnagyobb galaxisa, megelőzve az Andromédát is, amit mindeddig nagyobbnak hittek.
Ezt a különös anyagot a jelenlegi technikával nem tudjuk közvetlenül észlelni, mivel nem bocsát ki sem fényt, sem pedig sugárzást. Jelenlétére a galaxisok forgásából következtetnek a csillagászok, mivel a csillagrendszerek tagjai olyan gyorsan mozognak, hogy ha nem tartaná össze őket egy láthatatlan anyag gravitációs vonzása, akkor egyszerűen szétszóródnának. Az eddigi megfigyelések szerint az összes kozmikus anyag több mint 95%-a sötét anyag.
Ehhez szolgáltattak most némi többlet ismeretet a Cambridge-i Csillagászati Intézet kutatói, akik Gerry Gilmore professzor vezetésével tizenkét, a Tejutat szegélyező törpe galaxist vizsgáltak meg részletesen a chilei VLT (Very Large Telescope) létesítmény távcsöveivel. A vizsgálatok eredményeként részletes háromdimenziós térképek készültek a galaxisokról, a csillagok mozgásából pedig "kiszimatolták" a köztük levő sötét anyag nyomát és rendkívül pontosan meg is mérték azt.
A kutatók nem kevesebb, mint 7000 mérést végeztek el, melyből sikerült megállapítani, hogy a galaxisok a normál anyaghoz képest 400-szoros sötét anyag tartalommal rendelkeznek. Gilmore professzor szerint a sötét anyag eloszlása egyetlen eddigi elmélettel sem mutat semmilyen egyezőséget. Tömege a számítások szerint Napunkénak 30 milliószorosa, és úgy tűnik, nem lehet 300 parszeknél, azaz 1000 fényévnél kisebbre összetömöríteni, mivel a sötét anyag részecskéinek mozgási sebessége azt már nem engedi. A mozgási sebességét ennek alapján körülbelül 9 km/s-re becsülték. "Ezek a sötét anyag első tulajdonságai, amit meg tudtunk állapítani a puszta létén kívül" - nyilatkozott Gilmore professzor a BBC-nek adott interjújában.
A britek 23 éjszakányi megfigyelési időt töltöttek a VLT-ben
A sebesség nagy meglepetés. A jelenlegi elmélet szerint a sötét anyag részecskéi rendkívül hidegek, ezért másodpercenként mindössze néhány millimétert tesznek meg, a cambridge-i megfigyelések azonban azt bizonyítják, hogy a részecskéknek kozmikus mércével mérve egészen melegnek kell lenniük, 10 000 fok körül. A sötét anyag alkotóelemeire az úgynevezett gyenge kölcsönhatásban álló masszív részecske (angol kezdőbetűi alapján WIMP) tűnik a legvalószínűbb befutónak. A tudósok szerint ezek a részecskék az ősrobbanáskor keletkeztek, létezésüket a Standard Modell elméleti kiegészítéseiben vázolták fel, de valójában még nem sikerült megfigyelésekkel alátámasztani.
A terület kutatói elképesztőnek nevezték a cambridge-iek munkáját. Bob Nichol a Porthsmouth Egyetem Kozmológiai és Gravitációs karának professzora szerint, amennyiben a sötét anyag hőmérséklete helytálló, akkor az nagy hatással lesz a galaxisok és galaxis klaszterek kialakulásáról alkotott képre, valamint a rejtélyes részecskék keresésére, főként hogy az eredmények szerint nem is jó helyen keresi azokat a tudomány. Egy "melegebb" sötét anyag nehezebbé teszi a kisebb galaxisok kialakulását, azonban nagy segítséget jelent az igazán nagy szerkezetek formálódásában.
A tudósok a Föld mélyében elhelyezett kísérleti kristálydetektoroktól remélik a normál anyagon áthaladó sötét anyag részecskék rögzítését. Egy másik sokat ígérőnek tűnő jövőbeni lehetőség a részecskegyorsítókban végrehajtandó kísérletek, melyek a várakozások szerint nagyobb betekintést fognak nyújtani a sötét anyag fizikájába. A cambridge-iek munkája még egy igen jelentős eredményt hozott. A törpe galaxisok részletes elemzése lehetővé tette a tudósoknak hogy minden eddiginél pontosabban lemérjük galaxisunk tömegét, amiből kiderült, hogy az nagyobb, mint amire a korábbi becslésekből következtetni lehetett. Jelenleg úgy tűnik, hogy a Tejút a helyi univerzum legnagyobb galaxisa, megelőzve az Andromédát is, amit mindeddig nagyobbnak hittek.