Galaksin vanhimpien tähtien havainnot ovat auttaneet astrofyysikkoja selvittämään, että pimeän aineen liikkumisnopeus Maan ja Auringon läheisyydessä on yllättävän pieni, mikä vaikeuttaa sen löytämistä tulevaisuudessa Physical Review Letters -lehdessä julkaistun artikkelin mukaan.
"Kun tumman energian hiukkanen törmää" tavallisen "aineen atomin ytimeen, niiden törmäysprosessi muistuttaa sitä, mitä tapahtuu, kun kaksi biljardipalloa osuu toisiinsa. Tämän "onnettomuuden" seuraukset riippuvat kahdesta parametrista - hiukkasten massasta ja niiden nopeudesta. Toisin sanoen, mitä nopeammin pimeä aine liikkuu, sitä havaittavammat sen jäljet ovat”, sanoo Mariangela Lisanti Princetonin yliopistosta (USA).
Pitkään tutkijat uskoivat, että maailmankaikkeus koostuu näkyvästä aineesta, joka muodostaa perustan tähdille, mustille aukoille, sumuille, pölyryhmille ja planeetoille. Ensimmäiset tähtien nopeuden havainnot meitä lähinnä olevissa galakseissa osoittivat, että niiden laitamilla olevat tähdet liikkuvat mahdottoman suurella nopeudella - noin 10 kertaa korkeammalla kuin kaikkien tähtien massaan perustuvat laskelmat.
Syy tähän oli tutkijoiden mukaan niin kutsuttu pimeä aine - salaperäinen aine, jonka osuus maailmankaikkeuden kaikista aineista on noin 75%. Tyypillisesti jokaisessa galaksissa on noin 8-10 kertaa enemmän pimeää ainetta kuin näkyvissä, ja tämä pimeä aine pitää tähdet paikallaan ja estää niitä "sirpaamasta".
Viime vuosina Hubble-kuvien ansiosta joistakin suhteellisen huonosti tutkituista galakseista tutkijat ovat alkaneet huomata, että monet pienet ja kääpiögalaksit käyttäytyvät aivan eri tavalla kuin teoriat ennustavat, ottaen huomioon tämän salaperäisen aineen olemassaolon.
Lisanti huomauttaa, että lisäongelmia aiheuttaa se, että nykyään tähtitieteilijät ja kosmologit eivät tiedä, millä nopeudella pimeä aine liikkuu galaksissamme ja sen lähimmissä naapureissa, mikä vaikeuttaa merkittävästi "suorien" pimeän aineen ilmaisimien työtä, jotka yrittävät saada kiinni sen törmäyksistä. ksenon-137: n ja muiden harvinaisten jalokaasujen atomien kanssa.
Hänen tiiminsä löysi tavan ratkaista tämä ongelma kiinnittämällä huomiota mielenkiintoiseen tosiseikkaan Linnunradan vanhimpien tähtien elämästä. Nämä tähtitieteilijät huomauttavat, että nämä valaisimet ovat syntyneet noin 10-12 miljardia vuotta sitten, aikana, jolloin galaksimme oli vasta alkamassa muodostua ja absorboi aktiivisesti naapurikääpiögallakseja.
Tuolloin tutkijoiden mukaan niin kutsuttu halo - pimeän aineen "donitsi", joka ympäröi Linnunradaa ja muita tähtitieteellisiä metropoleja - ei ollut vielä muodostunut, koska tämän salaperäisen aineen uudet tarvikkeet virtasivat jatkuvasti Galaksiin kaasupilvien ja vastasyntyneiden tähtien mukana.
Mainosvideo:
Tästä syystä sen laitamilla tänään elävien ikääntyneiden valaisimien on keskimäärin liikkuttava samalla nopeudella, jolla pimeä aine pyörii Linnunradan keskipisteen ympärillä, jota voidaan käyttää tämän parametrin laskemiseen, ilman aavistustakaan tämän salaperäisen aineen muista ominaisuuksista.
Tämän ajatuksen johdosta tutkijat yrittivät laskea pimeän aineen liikkumisnopeuden maapallon läheisyydessä käyttämällä SDSS-projektin laatimaa yötaivakarttaa ja Galaxy-tietokonemallia.
Nämä mittaukset osoittivat yllättäen, että aurinkokunnan lähellä sijaitsevien pimeän aineen pilvien tulisi liikkua huomattavasti hitaammin kuin teoria ennustaa. Tällaiset ristiriidat, kuten Lisanti ja hänen kollegansa huomauttavat, osoittavat vakavia aukkoja teoriassa, jotka voivat suuresti estää fyysikoita etsimään jälkiä tästä vaikeasti ymmärrettävästä aineesta.