Tumma asia ... Jos sitä ei voi nähdä, mistä tiedämme sen olevan olemassa? Jos se ei olisi painovoiman vaikutuksia, emme olisi. Mutta miten se käyttäytyy ja miten se on jakautunut kaikkien suurimpien kosmisten salausohjelmien joukkoon. Jopa uuden tutkimuksen myötä kysymyksiä näyttää olevan enemmän kuin vastauksia!
"Tämän tutkimuksen valmistuttua tiedämme tummasta aineesta vähemmän kuin aikaisemmin", sanoi johtava kirjailija Matt Walker, Hubble-stipendiaatti Harvardin ja Smithsonianin astrofysiikan keskuksessa.
On yleisesti hyväksyttyä, että maailmankaikkeuksemme koostuu pääosin pimeästä aineesta ja pimeästä energiasta. Edellisistä pidetään ”kylminä”, komeaina eksoottisina hiukkasina, jotka sulautuvat painovoiman kautta. Kehittyessään nämä tumma-aine “rypistyy” ja houkuttelee sitten “normaalia” ainetta, joka muodostaa nykypäivän galaksirakenteita. Astronomit ovat tietokonepohjaisen mallinnuksen avulla simuloineet tätä kasvuprosessia, jonka perusteella voidaan päätellä, että galaktisten keskuksien tulisi olla tiheitä tumman aineen kanssa. Nämä mallit eivät kuitenkaan ole johdonmukaisia havaintojen kanssa. Mittaamalla kaksi kääpiögalaksia, tutkijat ovat löytäneet sen sijaan tasaisen jakauman.
”Mittauksemme ovat ristiriidassa perusennusteen kanssa kääpiögalakseissa olevan kylmän pimeän aineen rakenteesta. Ellei tai ennen kuin teoreetikot voivat muuttaa tätä ennustetta, kylmä tumma aine on ristiriidassa havaintotietojemme kanssa ”, Walker totesi.
Miksi tutkia kääpiötä spiraalin sijasta? Tässä tapauksessa kääpiögalaksi on täydellinen ehdokas koostumuksensa vuoksi - 99% tummaa ainetta ja 1% tähtiä. Walker ja hänen kirjailijansa Jorge Penarrubia (Cambridgen yliopisto, Iso-Britannia) valitsivat tutkimukseensa kaksi läheistä edustajaa - Fornax- ja kuvanveistäjäkääpiöitä. Verrattuna Linnunradan arvioituihin 400 miljardiin tähtiin, parin keskiarvo on noin 10 miljoonaa. Tämän ansiosta joukkue otti kattavan näytteen, joka sisälsi noin 1500 - 2500 tähteä sijainnista, nopeudesta ja kemiallisesta peruskoostumuksesta. Mutta edes alennetulla määrällä, tämäntyyppinen tähtien kirjanpito ei ole aivan helppoa poiminta.
"Kääpiögalaktisen tähdet parvet kuin mehiläiset mehiläispesässä sen sijaan, että liikkuvat mukavilla, pyöreillä kiertoradalla kuin spiraaligalaksi", selitti Penarrubia. "Tämä tekee tumman aineen jakauman määrittämisestä paljon haastavamman."
Se mitä joukkue löysi oli hieman yllättävää. Mallinnustekniikoiden mukaan tumman aineen olisi pitänyt rypistyä ytimeen. Sen sijaan he löysivät sen jakautuneen tasaisesti etäisyydelle, joka mittaa useita satoja valovuosia poikki.
”Jos kääpiögalaksi olisi persikka, tavanomaisessa kosmologisessa mallissa sanotaan, että meidän pitäisi löytää tumman aineen” kuoppa ”keskeltä. Sen sijaan kaksi ensimmäistä tutkimme kääpiögalaksia ovat kuin turhaa persikkaa ”, Penarrubia sanoi.
On oletettu, että normaalin ja tumman aineen vuorovaikutukset saattavat olla vastuussa jakautumisesta, mutta tietokonesimulaatioiden mukaan sen ei pitäisi tapahtua kääpiöllä. Uusia kyselyjä uusiin löytöihin? Joo. Tämä ilmoitus voi viitata siihen, että tumma aine ei ole aina ”kylmää” ja että normaali aine voi vaikuttaa siihen odottamattomalla tavalla.
Alkuperäinen tarinan lähde: Harvard Smithsonian Astrofysiikan keskus. Lukemista varten: Menetelmä kääpiömäisten galaksien massaprofiilien (rinteiden) mittaamiseksi.
