Opazovanja združitev pritlikavih galaksij z uporabo orbitacijskega gravitacijskega observatorija LISA bodo astronomom pomagala razumeti, ali obstaja težka temna snov in katere lastnosti ima. Članek teoretičnih fizikov je bil objavljen v časopisih Astrophysical journal.
»Pokazali smo, da bo pogostost združitev med pritlikavimi galaksijami in črnimi luknjami v njihovih središčih neposredno odvisna od tega, koliko temne snovi je v njih. Danes teoretiki verjamejo, da bi ga moralo biti veliko, zato smo dolgo sumili, da bo to vplivalo na njihove kozmološke lastnosti, «je dejal Lucio Mayer z univerze v Zürichu (Švica).
Niti vesolja
Znanstveniki so dolgo časa verjeli, da je Vesolje sestavljeno iz snovi, ki jo vidimo in je osnova vseh zvezd, črnih lukenj, meglic, prašnih kopic in planetov. Toda prva opazovanja hitrosti zvezd v bližnjih galaksijah so pokazala, da se zvezde na obrobju gibljejo z neverjetno visoko hitrostjo, približno desetkrat višjo, kot so pokazali izračuni na podlagi mas vseh zvezd.
Razlog za to je bila po današnjih znanstvenikih tako imenovana temna snov - skrivnostna snov, ki predstavlja približno 75% mase snovi v vesolju. Običajno ima vsaka galaksija približno osem do desetkrat več temne snovi kot njen vidni bratranec in ta temna snov zadržuje zvezde na mestu in jim preprečuje razprševanje.
Neuspešna iskanja sledi temne snovi na Zemlji, kot ugotavlja Meyer, marsikateremu znanstveniku daje dvom, da ta načeloma obstaja ali da je sestavljena iz pretežkih in "hladnih" delcev - "WIMP", ki se ne kažejo drugače kot privabljanje vidnih grozdov zadeve.
Mayer in njegovi kolegi so razmišljali, kje in kako najti najbolj "zanesljive" sledi te oblike temne snovi. Njihovo pozornost so pritegnili predmeti, za katere predvidevajo običajne kozmološke teorije, da bi morali biti skoraj v celoti sestavljeni iz te snovi - najtemnejših pritlikavih galaksij.
Promocijski video:
Vesoljski "mešalnik"
Znanstveniki so ustvarili računalniški model takšnih "zvezdnih mega mest", ki jim je omogočil, da so jih potiskali drug proti drugemu in drugim predmetom, spreminjali pa so tudi razmerje med maso vidne in temne snovi ter njihovo razporeditev po galaksijah.
Ti izračuni so nepričakovano pokazali, da bo obnašanje centralnih črnih lukenj v takšnih galaksijah, pa tudi pogostost njihovega združevanja, močno odvisna od prisotnosti temne snovi in ene od njenih posebnih lastnosti - koliko se njena gostota razlikuje na obrobju in v središčih teh palčkov.
Izkazalo se je, da se črne luknje lahko približujejo, tvorijo tesne pare in se združujejo le v tistih primerih, če je bila temna snov po takih galaksijah razporejena izredno neenakomerno. Skladno s tem lahko opazovanje pogostosti njihove združitve pove, kako je temna snov razporejena po vesolju in ali načeloma obstaja.
Kako izračunati takšne "kozmične nesreče"? Supermasivne črne luknje, ki krožijo na kratki razdalji, bodo oddajale zelo nizke frekvence gravitacijskih valov. Za zemeljske teleskope bodo nevidne, a dobro vidne krožnemu gravitacijskemu observatoriju LISA, katerega gradnja se bo začela v drugi polovici leta 2020.
Gre za sklop treh satelitov, ki morajo spremljati nihanja v vesolju-času in opazovati, kako gravitacijski valovi odbijajo pot laserskih žarkov, ki povezujejo vse tri naprave LISA.
Meyer in njegovi sodelavci upajo, da bodo opazovanja LISA znanstvenikom pomagala potrditi obstoj temne snovi in katere teorije, ki opisujejo njeno zgradbo, se približajo reševanju skrivnosti življenja v vesolju.
