Наша Галактика приховує таємницю: близько 85% її маси складає темна матерія, невидима та невловима. Тривалий час астрономи намагалися зрозуміти, як саме вона розподілена — чи у вигляді згустків, чи рівномірно.
Команда доктора Сукані Чакрабарті з Університету Алабами запропонувала інноваційний метод: використовувати пульсари для картографування темної матерії.
Пульсари — ключ до розгадки
Пульсари, нейтронні зорі, що залишилися після вибухів наднових, — ідеальні «маяки» Всесвіту. Вони обертаються з неймовірною швидкістю, випромінюючи частинки через потужні магнітні поля. Цей процес сповільнює їхнє обертання (явище, відоме як магнітне гальмування). Проте, як з’ясувалося, на пульсари впливає не лише їхня власна фізика, а й гравітація темної матерії.
Галактичне «хитання»
Чумацький Шлях не є статичним. Його диск коливається, наче малюк, що вчиться ходити. Цей ефект викликаний гравітаційним впливом Великої Магелланової Хмари — карликової галактики, яка обертається навколо нашої. Коли галактика наближається, вона «тягне» за собою частину маси Чумацького Шляху, створюючи асиметрію. Саме ця асиметрія вказує на нерівномірний розподіл темної матерії, яка посилює гравітаційні ефекти.
Від бінарних до одиночних пульсарів
Раніше Чакрабарті та її команда використовували бінарні пульсари, котрі обертаються навколо інших зір. Їхні орбіти не залежать від магнітного гальмування, що дозволяло точно вимірювати прискорення, викликані темною матерією. Але більшість пульсарів — одиночні. Виклик полягав у тому, щоб врахувати їхнє сповільнення.
Нова методика команди дозволяє точно обчислити вплив магнітного гальмування на окремі пульсари. «Це наче відокремити шум від сигналу, — пояснює Том Донлон, член команди. — Тепер ми можемо використовувати всі типи пульсарів для вимірювання крихітних змін у їхній швидкості, спричинених темною матерією».
На шляху до точної карти
Прискорення, які вимірюють вчені, неймовірно малі — близько 10 см/с за десятиліття — це швидкість равлика. Проте саме вони відображають гравітаційний «відбиток» темної матерії. Чим більше даних із пульсарів буде зібрано, тим детальнішою стане карта її розподілу.
«Ми вперше отримуємо інструмент для вивчення темної матерії у масштабах усієї Галактики. Це відкриває двері до розуміння того, як темна матерія формує структуру Чумацького Шляху та взаємодіє з видимою матерією, — підкреслює Чакрабарті.
Темна матерія — це фундамент, що утримує галактики від розвалу. Її розподіл впливає на формування зір, рух газових хмар і навіть на долю самої галактики. Нові методи дослідження не лише розкривають минуле Чумацького Шляху, але й допомагають передбачити його майбутнє.
Раніше ми повідомляли про те, як темну матерію знайшли на Землі.
За матеріалами universetoday.com
