Obserwacje najstarszych gwiazd w Galaktyce pomogły astrofizykom dowiedzieć się, że prędkość ruchu ciemnej materii w pobliżu Ziemi i Słońca jest nieoczekiwanie niska, co utrudnia jej odnalezienie w przyszłości - wynika z artykułu opublikowanego w czasopiśmie Physical Review Letters.
„Kiedy cząstka ciemnej energii zderza się z jądrem atomu„ zwykłej”materii, proces ich zderzenia przypomina to, co się dzieje, gdy uderzają się dwie kule bilardowe. Konsekwencje tego „wypadku” zależą od dwóch parametrów - masy cząstek i szybkości ich ruchu. Innymi słowy, im szybciej porusza się ciemna materia, tym bardziej widoczne będą jej ślady”- mówi Mariangela Lisanti z Princeton University (USA).
Naukowcy przez długi czas wierzyli, że wszechświat składa się z widzialnej materii, która stanowi podstawę gwiazd, czarnych dziur, mgławic, gromad pyłowych i planet. Jednak pierwsze obserwacje prędkości gwiazd w galaktykach najbliższych nam pokazały, że gwiazdy na ich obrzeżach poruszają się z niewiarygodnie dużą prędkością - około 10 razy większą niż wykazały obliczenia oparte na masach wszystkich gwiazd.
Przyczyną tego, zdaniem naukowców, była tak zwana ciemna materia - tajemnicza substancja, która stanowi około 75% masy całej materii we Wszechświecie. Zwykle każda galaktyka zawiera około 8-10 razy więcej ciemnej materii niż jest widoczna, a ta ciemna materia utrzymuje gwiazdy w miejscu i zapobiega ich „rozpraszaniu”.
W ostatnich latach, dzięki zdjęciom Hubble'a niektórych stosunkowo słabo zbadanych galaktyk, naukowcy zaczęli zauważać, że wiele małych i karłowatych galaktyk zachowuje się zupełnie inaczej niż przewidują teorie, biorąc pod uwagę istnienie tej tajemniczej substancji.
Dodatkowe problemy, jak zauważa Lisanti, stwarza fakt, że dziś astronomowie i kosmolodzy nie wiedzą, jak szybko ciemna materia porusza się w naszej Galaktyce i jej najbliższych sąsiadach, co znacznie komplikuje pracę „bezpośrednich” detektorów ciemnej materii próbujących wyłapać ślady jej zderzeń. z atomami ksenonu-137 i innych rzadkich gazów szlachetnych.
Jej zespół znalazł sposób na rozwiązanie tego problemu, zwracając uwagę na ciekawy fakt z historii życia najstarszych gwiazd Drogi Mlecznej. Te luminarze, jak zauważają astronomowie, urodzili się około 10-12 miliardów lat temu, w czasie, gdy nasza Galaktyka dopiero zaczynała się formować i aktywnie absorbowała sąsiednie galaktyki karłowate.
W tamtym czasie, zdaniem naukowców, tak zwane halo - „pączek” ciemnej materii otaczający Drogę Mleczną i inne gwiezdne metropolie - jeszcze się nie uformował, ponieważ nowe rezerwy tej tajemniczej substancji nieustannie napływały do Galaktyki w towarzystwie chmur gazu i nowonarodzonych gwiazd.
Film promocyjny:
Z tego powodu starsi luminarze mieszkający dziś na jego obrzeżach muszą poruszać się średnio z taką samą prędkością, z jaką ciemna materia krąży wokół środka Drogi Mlecznej, co można wykorzystać do obliczenia tego parametru, nie mając pojęcia o innych właściwościach tej tajemniczej substancji.
Kierując się tym pomysłem, naukowcy próbowali obliczyć prędkość ruchu ciemnej materii w pobliżu Ziemi, korzystając z mapy nocnego nieba przygotowanej w ramach projektu SDSS oraz komputerowego modelu Galaktyki.
Pomiary te nieoczekiwanie pokazały, że chmury ciemnej materii znajdujące się w pobliżu Układu Słonecznego powinny poruszać się zauważalnie wolniej, niż przewiduje teoria. Takie rozbieżności, jak wskazują Lisanti i jej koledzy, wskazują na poważne luki w teorii, które mogą znacznie utrudniać fizykom poszukiwanie śladów tej nieuchwytnej substancji.
