Pierścień Einsteina ujawnia tajemnicę ciemnej materii

Dziwny obiekt odkryty po raz pierwszy

Vòng Einstein hé lộ bí ẩn về vật chất tối - 1 — Obiekt widoczny jest w świetle podczerwonym i oznaczony jest kolorem białym (źródło obrazu: zespół badawczy).

Właśnie odkryto masę ciemnej materii o masie 1 milion razy większej od Słońca, znajdującą się w odległości około 10 miliardów lat świetlnych od nas i niemającą w sobie żadnych gwiazd.

To czyni go silnym kandydatem na najmniejsze skupisko czystej ciemnej materii, jakie kiedykolwiek zarejestrowano. Odkrycie to nie tylko wzmacnia model zimnej ciemnej materii (CDM), ale także zacieśnia granice natury i zachowania cząstek ciemnej materii, ponieważ fizycy i astronomowie wciąż poszukują „niewidzialnej substancji”, która rządzi strukturą Wszechświata.

Odkrycia dokonano podczas obserwacji pierścieni Einsteina, zjawiska soczewkowania grawitacyjnego, w którym duże masy znajdujące się na pierwszym planie zniekształcają przestrzeń i załamują światło z galaktyk tła, tworząc pierścień światła wokół galaktyki znajdującej się na pierwszym planie.

Co ciekawe, naukowcy odkryli ten dziwny obiekt dopiero przypadkiem, analizując obrazy tornad zarejestrowane za pomocą fal radiowych w połączeniu z obrazami w podczerwieni.

Dokładniej rzecz ujmując, zaobserwowali niezwykłe wcięcie w jasnym pierścieniu, które można wytłumaczyć jedynie obecnością niewidzialnej masy między ścieżką światła a punktem obserwacji.

Aby zrozumieć to zjawisko, zespół wykorzystał globalną sieć radioteleskopów do stworzenia „teleskopu wielkości Ziemi” o niezwykle wysokiej rozdzielczości. Im większa baza, tym więcej szczegółów zespół mógł dostrzec w soczewkowanej strukturze światła.

Przy bliższym przyjrzeniu się, naukowcy zauważyli „wcięcie” w łuku promieniowania radiowego – zjawisko, które można było wytłumaczyć jedynie obecnością masywnego obiektu znajdującego się między galaktykami tła i pierwszego planu.

Klucz do zrozumienia natury ciemnej materii

Vòng Einstein hé lộ bí ẩn về vật chất tối - 2 — Pierścień Einsteina mógł pomóc ludzkości znaleźć najmniejszą ciemną materię (zdjęcie: Zespół badawczy).

Zespół stwierdził, że dane obserwacyjne są zgodne z modelem zimnej ciemnej materii, który stanowi podstawę naszej wiedzy o tym, w jaki sposób galaktyki formują się na przestrzeni czasu.

„Wykrywanie obiektów o małej masie, takich jak ten, jest kluczowe dla zrozumienia natury ciemnej materii” – powiedział członek zespołu, Chris Fassnacht.

Istnieją jednak obecnie dwie odrębne hipotezy dotyczące tego obiektu. W pierwszym przypadku obiekt może być uśpioną galaktyką karłowatą. W drugim przypadku obiekt jest całkowicie czystą masą ciemnej materii, co oznacza, że nie zawiera żadnych składników gwiezdnych.

Jeśli uda się potwierdzić, że jest to skupisko ciemnej materii, będzie to najmniejszy ciemny obiekt, jaki kiedykolwiek odkryto, gdyż będzie prawie 100 razy mniejszy od dotychczas obserwowanych ciemnych obiektów.

Odkrycie to jest zatem nie tylko kamieniem milowym w astronomii, ale także wyzwaniem dla teorii ciemnej materii: czy możemy uwierzyć, że ciemna materia jest równomiernie rozłożona i gładka, czy też jest ona w rzeczywistości „wklęsła” i składa się z bardzo małych, czystych bloków?

Na czym polega zjawisko soczewkowania grawitacyjnego – pierścienie Einsteina?

Soczewkowanie grawitacyjne to zjawisko polegające na tym, że światło pochodzące z odległego obiektu (takiego jak galaktyka lub kwazar) ulega zakrzywieniu podczas przechodzenia przez obszar przestrzeni o bardzo dużej masie (taki jak galaktyka, gromada galaktyk lub czarna dziura).

Gdy źródło światła, obiekt zgięty i obserwator ustawią się niemal idealnie w jednej linii, światło ulega zgięciu, tworząc kompletny krąg świetlny, zwany pierścieniem Einsteina. Pierścienie te zostały po raz pierwszy przewidziane przez Alberta Einsteina w 1936 roku.

Zjawisko to pomaga astronomom „widzieć” obiekty nieświecące, takie jak ciemna materia, ponieważ pozwala dostrzec niewidoczną masę, która zakrzywia przestrzeń.

Komentarz (0)