W naszej galaktyce znajduje się otwór „ciemnego impaktora”. Nie widzimy tego. Może nie być zrobiony z normalnej materii. Nasze teleskopy nie wykryły go bezpośrednio. Ale na pewno wygląda na to, że tam jest.
„To gęsta kula” - powiedziała Ana Bonaca, badaczka z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, która odkryła dowody na istnienie impaktora.
Dowody Bonaca dotyczące ciemnego impaktora, które zaprezentowała 15 kwietnia na konferencji American Physical Society w Denver, to seria dziur w najdłuższym gwiazdowym strumieniu naszej galaktyki, GD-1. Strumienie gwiezdne to linie gwiazd poruszające się razem po galaktykach, często powstające w mniejszych plamach gwiazd, które zderzyły się z daną galaktyką. Gwiazdy w GD-1, pozostałości „gromady kulistej”, która już dawno pogrążyła się w Drodze Mlecznej, są rozciągnięte długą linią na naszym niebie.
Powiedziała w swojej prezentacji, że w normalnych warunkach strumień powinien być mniej więcej pojedynczą linią rozciągniętą przez grawitację naszej galaktyki. Astronomowie oczekiwaliby pojedynczej szczeliny w strumieniu w punkcie, w którym pierwotna gromada kulista znajdowała się, zanim jej gwiazdy odpłynęły w dwóch kierunkach. Ale Bonaca wykazał, że GD-1 ma drugą lukę. Ta szczelina ma postrzępioną krawędź - region Bonaca zwany „ostrogą” GD-1 - jak gdyby coś wielkiego zanurzyło się w strumieniu nie tak dawno temu, ciągnąc za sobą gwiazdy z ogromną grawitacją. Wygląda na to, że GD-1 został trafiony tą niewidzialną kulą.
„Nie możemy odwzorować żadnego świecącego obiektu, który zaobserwowaliśmy”, powiedział Bonaca dla Live Science. „Jest znacznie bardziej masywna niż gwiazda… Coś podobnego do miliona razy większej niż masa Słońca. Więc po prostu nie ma żadnych gwiazd tej masy. Możemy to wykluczyć. A gdyby była to czarna dziura, byłaby to supermasywna czerń dziura, którą znajdziemy w centrum naszej galaktyki. ”
Bonaca powiedział, że nie jest niemożliwe, aby w naszej galaktyce była druga supermasywna czarna dziura. Ale spodziewalibyśmy się jego oznak, takich jak rozbłyski lub promieniowanie z dysku akrecyjnego. A większość dużych galaktyk wydaje się mieć w środku tylko jedną supermasywną czarną dziurę.
Bez gigantycznych, jasnych obiektów widocznych oddalających się od GD-1 i bez dowodów na ukrytą, drugą supermasywną czarną dziurę w naszej galaktyce, jedyną oczywistą opcją pozostaje duża bryła ciemnej materii. To nie znaczy, że obiekt jest zdecydowanie w 100% absolutnie wykonany z ciemnej materii, powiedziała Bonaca.
„Możliwe, że to świetlisty obiekt, który gdzieś zniknął i ukrywa się gdzieś w galaktyce” - dodała.
Wydaje się to jednak mało prawdopodobne, częściowo ze względu na samą skalę obiektu.
„Wiemy, że ma od 10 do 20 parsek” - powiedziała. „Mniej więcej wielkości gromady kulistej”.
Trudno jednak całkowicie wykluczyć świetlisty obiekt, po części dlatego, że badacze nie wiedzą, jak szybko poruszał się podczas uderzenia. (Być może poruszał się bardzo szybko, ale nie tak ciężko, jak się spodziewano - prawdziwa ciemna kula - powiedziała Bonaca. Lub mógł poruszać się wolniej, ale był bardzo masywny - rodzaj ciemnego młota.) Bez odpowiedzi na to pytanie pytanie, nie można być pewnym, gdzie by to się skończyło.
Jednak możliwość znalezienia prawdziwego obiektu ciemnej materii jest kusząca.
W tej chwili badacze nie wiedzą, czym jest ciemna materia. Nasz wszechświat wydaje się działać jak świetlista materia, rzeczy, które widzimy, to tylko niewielki ułamek tego, co jest na zewnątrz. Galaktyki łączą się ze sobą, jakby było w nich coś ciężkiego, skupionego w ich centrach i wytwarzającego ogromną grawitację. Więc większość fizyków uważa, że istnieje coś jeszcze, coś niewidzialnego. Istnieje wiele różnych opinii na temat tego, z czego jest wykonana, ale żaden z wysiłków zmierzających do bezpośredniego wykrycia ciemnej materii na Ziemi nie przyniósł jeszcze rezultatu.
Ta gęsta kula niewidzialnego czegoś pogrążającego naszą Drogę Mleczną oferuje fizykom nowy skrawek dowodów na to, że ciemna materia może być prawdziwa. Sugerowałoby to, że ciemna materia jest naprawdę „zbrylona”, jak przewiduje większość teorii na temat jej zachowania.
Jeśli ciemna materia jest „zlepiona”, wówczas koncentruje się w nieregularnych kawałkach rozmieszczonych z grubsza w galaktykach - podobnie jak świecąca materia, którą widzimy skoncentrowana w gwiazdach i mgławicach. Niektóre alternatywne teorie, w tym teorie sugerujące, że ciemna materia w ogóle nie istnieje, nie zawierałyby żadnych grudek - i miałyby działanie ciemnej materii płynnie rozłożone w galaktykach.
Jak dotąd odkrycie Bonaca jest jedyne w swoim rodzaju, tak nowe, że nie zostało jeszcze opublikowane w recenzowanym czasopiśmie (choć spotkało się z uznaniem wśród fizyków na prestiżowej konferencji).
Aby to zrobić, oparła się na danych z misji Gaia, programu Europejskiej Agencji Kosmicznej, którego celem jest mapowanie miliardów gwiazd w naszej galaktyce i ich ruchów po niebie. Stworzył najlepszy istniejący katalog gwiazd, które wydają się być częścią GD-1.
Bonaca potwierdził te dane obserwacjami z Teleskopu Lustrzanego w Arizonie, który pokazał, które gwiazdy poruszają się w kierunku Ziemi, a które oddalają się. Pomogło to odróżnić gwiazdy, które naprawdę poruszały się za pomocą GD-1, od gwiazd, które właśnie siedziały obok niego na niebie na Ziemi. Dzięki temu wysiłkowi uzyskano najbardziej precyzyjny obraz GD-1, który ujawnił drugą szczelinę, ostrogę i wcześniej niewidoczny obszar strumienia gwiezdnego.
Po drodze, Bonaca powiedziała, że chce zrobić więcej projektów mapowania, aby odsłonić inne obszary nieba, w których coś niewidzialnego wydaje się pukać dookoła gwiazd. Powiedziała, że celem jest mapowanie skupisk ciemnej materii na całej Drodze Mlecznej.
