eso1514sr-latn — Naučno saopštenje

Tamna materija možda i nije toliko tamna

15. april 2015.  Ovo je prevod ESO saopštenja za javnost eso1514.

Izgleda da je tamna materija po prvi put uočena kako interaguje sama sa sobom, a da se to ne dešava putem sile gravitacije. Posmatranja galaksija koje se sudaraju uz pomoć ESO Veoma velikog teleskopa i NASA/ESA Habl svemirskog teleskopa dovela su do prvih intrigantnih nagoveštaja o prirodi ove misteriozne komponente univerzuma.

eso1514a

Ova slika sa NASA/ESA Habl svemirskog teleskopa pokazuje galaksijama bogato jato Abell 3827. Čudne plave strukture koje okružuju centralne galaksije su slike mnogo udaljenijih galaksija iza jata, kroz efekat gravitacionih sočiva.Posmatranja 4 centralne galaksije koje su u sudaranju su dala nagoveštaje da se tamna materija koja okružuje jednu od galaksija ne kreže zajedno sa njom, potencijalno zahvaljujući interakcijama nepoznate prirode tamne materije sa samom sobom.

Autorska prava: ESO

eso1514b

Ova slika sa NASA/ESA Habl svemirskog teleskopa prikažuje bogato galaktičko jato Abell 3827. Čudne plavkaste strukture koje okružuju centralne galaksije su slike mnogo udaljenijih galaksija iza samog jata kroz efekat gravitacionih sočiva.

Raspodela tamne materije u jatu je prikazana uz pomoć plavih kontura. Tamna materija koja pripada galaksiji levo je značajno pomerena u odnosu na samu galaksiju, što potencijalno ukazuje na, za sada nepoznate po svojoj prirodi, interakcije tamne materije same sa sobom.

Autorska prava: ESO/R. Massey

Koristeći MUSE instrument na ESO-ovom teleskopu VLT u Čileu, zajedno sa slikama sa Habla u orbiti, tim astronoma je proučavao simultane sudare četiri galaksije u jatu galaksija Abell 3827. Tim je uspeo da mapira masu u sistemu i uporedi raspodelu tamne materije sa pozicijom luminoznih galaksija.

Iako se tamna materija ne može posmatrati, tim je dedukcijom došao do njene lokacije koristeći se tehnikom pod nazivom gravitaciona sočiva. Sudar se igrom slučaja odigravao tačno ispred mnogo udaljenijeg, sa sudarom nepovezanog, izvora. Masa tamne materije u okolini galaksija u sudaru dovela je do distrozije u vreme-prostor kontinuumu, skrećući svetlost udaljene galaksije iz pozadine sa njene originalne putanje - što je dovelo do distorzije slike u karakteristični lučni oblik.

Naše trenutno viđenje galaksija je takvo da se one nalaze unutar grudvi tamne materije. Da nema vezujućeg svojstva gravitacije tamne materije, galaksije poput Mlečnog puta bi se raspale usled sopstvene rotacije. Da bi se ovo sprečilo, 85% mase univerzuma [1] mora postojati u vidu tamne materije, međutim njena prava priroda i dalje je misterija.

U ovoj studiji, istraživači su posmatrali četiri galaksije u sudaranju, i primetili su da grudvasti omotač tamne materije jedne od njih "kasni" za galaksijom koju okružuje. Tamna materije je trenutno 5000 svetlostnih godina (50 000 miliona miliona kilometara) iza same galaksije - NASA-inom Vojadžeru bi trebalo 90 miliona godina da se udalji od Mlečnog puta na toliku razdaljinu.

"Kašnjenje" tamne materije za galaksijom kojoj pripada je predviđeno u toku sudara ukoliko tamna materija, čak i minimalno, interaguje sama sa sobom, posredstvom neke sile koja nije gravitaciona [2]. Interakcija tamne materije putem sile koja nije gravitaciona nije zabeležena nikada ranije.

Glavni autor Richard Massey sa Durham Univerziteta objašnjava: "Ranije smo mislili da tamna materija samo sedi unaokolo i gleda svoja posla, osim što deluje gravitaciono. Međutim, ako tamna materija usporava tokom sudara, to bi mogao biti prvi dokaz postajanja bogatog sveta fizike u tamnom sektoru - sakriveni univerzum svuda oko nas".

Naučnici naglašavaju da će biti potrebna dodatna istraživanja drugih mehanizama koji mogu da proizvedu ovakvo "kašnjenje". Posmatranja više galaksija i kompijuterske simulacije sudara galaksija će biti sledeći korak.

Član tima Liliya Williams sa Univerziteta u Minesoti dodaje: "Mi znamo da tamna materija postoji zbog načina na koji interaguje gravitaciono, pomažući u oblikovanju univerzuma, ali i dalje znamo sramotno malo o tome šta je ona zapravo. Naša posmatranja ukazuju na to da tamna materija možda interaguje silama koje nisu gravitacija, što znači da ćemo možda moći da isključimo neke od teorija koje objašnjavaju prirodu tamne materije".

Ovi rezultati se nadovezuju na skorašnje rezultate studije u kojoj je tim posmatrao 72 sudara jata galaksija [3] i pronašao da tamna materija veoma malo interaguje sama sa sobom. Nova studija se, međutim bavi kretanjem individualnih galaksija, a ne jatima. Naučnici tvrde da su sudari između ovih galaksija trajali duže od onih u prethodnoj studiji - dozvoljavajući efektima koji su tek deo sile trenja da se nagomilaju tokom vremena i dovedu do merljivog efekta kašnjenja [4].

Zajedno, ovi rezultati daju okvire unutar kojih po prvi put možemo definisati ponašanje tamne materije. Tamna materija interaguje više od ovoga, ali manje od onoga. Massey dodaje: "Konačno se približavamo tamnoj materiji sa svih strana, od dole i od gore - "sabijamo" naše znanje iz dva pravca".

[5]

Beleške

[1]  Astronomi su izračunali da se ukupna masa/energija univerzuma deli u sledećim razmerama: 68% tamna enerija, 27% tamna materija i 5% "obična" materija. Vrednost od 85% se odnosi na frakciju "materije" koja je tamna.

[2] Kompjuterske simulacije pokazuju da dodatno trenje kao posledica sudara usporava tamnu materiju. Priroda ove interakcije je nepoznata; može biti posledica poznatog efekta neke egzotične nepoznate sile. Sve što se za sada može reći je da se ne radi o gravitaciji.

Sve četiri galaksije su se možda odvojile od pripadajuće tamne materije. Međutim, mi imamo dobra merenja samo za jednu od njih, jer je, igrom slučaja dobro postavljena u odnosu na pozadinu i dolazi do efekta gravitacionog sočiva. Za ostale tri galaksije ovaj efekat i odgovarajuće slike su dalje, pa su ograničenja za određivanje lokacije njihove tamne materije preslaba da bi se izvukao statistički značajan zaključak.

[3] Jata galaksija sadrže i do hiljadu individualnih galaksija.

[4] Glavna nesigurnost u rezultatima leži u vremenu trajanja sudara: trenje koje usporava tamnu materiju može biti veoma slaba slika koja deluje preko milijardu godina, ili relativno jaka sila koja deluje "samo" 100 miliona godina.

[5] Tekst je prevela Jovana Petrović, Prirodno-matematički fakultet u Novom Sadu, Departman za fiziku; Matematički fakultet u Beogradu, Katedra za astronomiju i astrofiziku.

Više informacija

Ovo istraživanje prezentovano je u radu pod nazivom: “The behaviour of dark matter associated with 4 bright cluster galaxies located in the 10 kpc core of Abell 3827” koji će biti objavljen u časopisuMonthly Notices of the Royal Astronomical Society15. aprila 2015.

Tim čine: R. Massey (Institute for Computational Cosmology, Durham University, Durham, UK), L. Williams (School of Physics & Astronomy, University of Minnesota, Minneapolis, Minnesota, USA), R. Smit (Institute for Computational Cosmology, UK), M. Swinbank (Institute for Computational Cosmology, UK), T. D. Kitching (Mullard Space Science Laboratory, University College London, Dorking, Surrey, UK), D. Harvey (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Observatoire de Sauverny, Versoix, Switzerland), H. Israel (Institute for Computational Cosmology, UK), M. Jauzac (Institute for Computational Cosmology, UK; Astrophysics and Cosmology Research Unit, School of Mathematical Sciences, University of KwaZulu-Natal, Durban, South Africa), D. Clowe (Department of Physics and Astronomy, Ohio University, Athens, Ohio, USA), A. Edge (Department of Physics, Durham University, Durham, UK), M. Hilton (Astrophysics and Cosmology Research Unit, South Africa), E. Jullo (Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, Université d’Aix-Marseille, Marseille, France), A. Leonard (University College London, London, UK), J. Liesenborgs(Hasselt University, Diepenbeek, Belgium), J. Merten (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, California, USA; California Institute of Technology, Pasadena, California, USA), I. Mohammed (Physik-Institüt, University of Zürich, Zürich, Switzerland), D. Nagai (Department of Physics, Yale University, New Haven, Connecticut, USA), J. Richard (Observatoire de Lyon, Université Lyon, Saint Genis Laval, France), A. Robertson (Institute for Computational Cosmology, UK), P. Saha (Physik-Institüt, Switzerland), R. Santana (Department of Physics and Astronomy, Ohio University, Athens, Ohio, USA), J. Stott (Department of Physics, Durham, UK) and E. Tittley (Royal Observatory, Edinburgh, UK).

ESO je najistaknutija međunarodna astronomska organizacija u Evropi i najproduktivnija zemaljska opservatorija na svetu. Podržava je 15 zemalja članica: Austrija, Belgija, Brazil, Češka, Danska, Francuska, Finska, Nemačka, Italija, Holandija, Portugal, Španija, Švedska, Švajcarska i Velika Britanija. ESO sprovodi vrlo ambiciozan program fokusiran na dizajn, izgradnju i upravljanje najmoćnijim astronomskim opservatorijama na Zemlji, koje će omogućiti značajna naučna otkrića. Takođe, ESO ima vodeću ulogu u promovisanju i organizovanju saradnje u oblasti astronomskih istraživanja. ESO vodi tri jedinstvene posmatračke lokacije u Čileu: La Sija, Paranal i Šahnantor. Na Paranalu, ESO upravlja Veoma velikim teleskopom, najnaprednijim teleskopom na svetu u oblasti vidljive svetlosti, a rukovodi i teleskopima za pregled neba. VISTA radi u oblasti infracrvene svetlosti i najveći je teleskop za pregled neba na svetu, dok je VST najveći teleskop dizajniran da sprovodi pretraživanja neba isključivo u oblasti vidljive svetlosti. ESO je evropski partner na revolucionarnom projektu ALMA, najvećoj astronomskoj opservatoriji današnjice. ESO trenutno radi na projektovanju i izgradnji Evropskog izuzetno velikog teleskopa, koji će postati “najveće svetsko oko upereno ka nebu”.

Linkovi

Kontakt

Ivana Horvat
Petrovaradin, Srbija
Email: Ova adresa el. pošte je zaštićena od spambotova. Omogućite JavaScript da biste je videli.

Richard Massey
Institute for Computational Cosmology
Durham University, United Kingdom
Tel.: +44 (0) 7740 648080
Email: Ova adresa el. pošte je zaštićena od spambotova. Omogućite JavaScript da biste je videli.

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
Mob.: +49 151 1537 3591
Email: Ova adresa el. pošte je zaštićena od spambotova. Omogućite JavaScript da biste je videli.

Connect with ESO on social media

Ovo je prevod ESO saopštenja za javnost eso1514.


Dodaj komentar