Фотографија од A370 преклопена со моделот на темната материја. Заслуги: NASA, ESA, D. Harvey (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Switzerland), R. Massey (Durham University, UK), the Hubble SM4 ERO Team and ST-ECF
Кога галактичките јата се судираат, темната материја која ја содржат поминува низ нив со минимална интеракција. Продлабочувајќи ја мистеријата, тим истражувачи ја предизвикува идејата дека темната материја е составена од честички.
Темната материја е една од најголемите загатки во науката. Таа сочинува огромен дел од вкупната материја во Универзумот, невидлива е и не соодветствува со ништо од нашиот искуствен склоп. За нејзиното објаснување се натпреваруваат повеќе теории, но досега ниту една не надвладува. Во новото истражување на универзитетот во Единбург, научниците следеа како темната материја се однесува при судир на галактички јата, кој трае милијарди години. Нивната теорија претставува новост за истражувањата на ова поле.
Темната материја и галактичките јата
И покрај тоа што сочинува 90% од целата материја во Универзумот и повеќе од четвртина од неговата енергија, нашите познавања за темната материја се многу мали. Главната струја на размислување помеѓу астрономите е дека темната материја се состои од нова субатомска честичка која сè уште не е откриена. Поегзотичните теории ја објаснуваат како квантен дефект од раѓањето на Универзумот, екстра-димензионална маса, или пак модификуван тип на гравитација. Она што го знаеме е дека темната материја стапува во интеракција со космичките структури преку гравитацијата, моделирајќи и оформувајќи ги. На пример, таа ја искривува светлината која поминува низ неа, изобличувајќи ги сликите од далечни вселенски објекти. Понатаму, го забрзува движењето на галаксиите во галактичките јата, кои претставуваат збир од стотици галаксии. Галактичките јата исто така се составени од 90% темна материја, што ги прави идеални субјекти за нејзиното истражување – особено кога се во судир едни со други, па нивната темна материја е принудена да стапи во интеракција.
Галактичкото јато Абел 2744 со мапа на темната материја. Заслуги: NASA, ESA, D. Harvey (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Switzerland), R. Massey (Durham University, UK), ESO and D. Coe (STScI), J. Merten (Heidelberg/Bologna)
За да ја откријат природата на темната материја, научниците се насочуваат кон темелно истражување на 72 галактички јата кои се во судир. Овие космички судири се случуваат низ текот на милијарди години, кога галактичките јата се привлекуваат меѓусебно поради нивните огромни маси. Податоците кои се употребени потекнуваат од телескопот Хабл (Hubble) и од вселенската опсерваторија за Х-зраци, Чандра (Chandra X-ray Space Observatory), и го вклучуваат познатиот судир наречен јатото Bullet (куршум) поради формата која ја има заземено гасот на галактичките јата. Овој судир претставува најдобриот доказ кој го имаме досега за постоење на темната материја.
Галактичкото јато MACS J0152.5-2852 со мапа на темната материја. Заслуги: NASA, ESA, D. Harvey (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Switzerland) and R. Massey (Durham University, UK)
Преку анализа на податоците за судирот направено е мерење на импулсот на темната материја кога двете галактички јата се судриле. Експериментите на Земјата, како што е оној во LHC (Large Hadron Collider) ни покажуваат дека кога стапуваат во интеракција, субатомските честички разменуваат импулс. Така, зависно од тоа што се случило со темната материја по судирот, истражувачите можат да заклучуваат за нејзината природа. За да се тестира теоријата дека темната материја се состои од честички, истражувањето е направено со две можни сценарија: или овие честички заемнодејствуваат често, но разменуваат малку импулс, или нивната интеракција е ретка, а размената на импулсот е голема. Во првиот случај, темната материја би успорила по судирот, поради честите интеракции помеѓу честичките кои би предизвикале дополнително „завлекување“. Во второто сценарио, темната материја би настојувала да биде распрскана и изгубена во Вселената.
Зачудувачки, истражувањето открива дека темната материја во судирите на галактички јата едноставно поминува една низ друга. Ова укажува дека честичките на темната материја не стапуваат во интеракција меѓу себе, што инаку би предизвикало нејзино успорување. Наместо тоа, изгледа дека додека темната материја може да стапува во „негравитациски“ интеракции со видливата материја, ова не е случајот кога дејствува со себеси. Уште поважно е тоа дека ова истражување ги предизвикува погледите за тоа дека темната материја се состои од честички слични на протонот, или пак од било какви честички.
Превод: Марина Димовска
Извор: Phys
