Крихітний супутник допоможе з′ясувати, з чого складається темна матерія

13 / 12 / 2022 05:41, автор: Анатолій Колесник
Крихітний супутник допоможе з′ясувати, з чого складається темна матерія - фото
Галактика, змодельована з використанням холодної темної матерії (ліворуч) порівняно з теплою темною матерією (праворуч). Credit: Aquarius/Virgo/ICC Durham University, CC BY-NC-ND

Отримуючи зображення тьмяних галактик у прилеглому Всесвіті, нова місія під назвою "Арракіс" забезпечить важливі вимірювання для перевірки відкритих питань космології.

Про це розповідає Андреа Фонт з Ліверпульського університету Джона Мурса у виданні The Conversation, передають OstanniPodii.com.

Європейське космічне агентство (ЄКА) недавно оголосило про нову місію своєї Наукової програми: невеликий телескоп (50-60 кг), що обертатиметься навколо Землі, під назвою "Арракіс". Але хоча його назва навіяна фантастичним романом "Дюна", він не шукатиме піщаних черв′яків або "спеції" на пустельній планеті.

Натомість цей спритний супутник "стрибне вище голови" та спробує відстежити одну з найбільш невловних і загадкових субстанцій у Всесвіті — темну матерію. Цим терміном називають гіпотетичну невидиму матерію, яка, як вважають, численніша за звичайну матерію й чинить схожий гравітаційний вплив на навколишнє середовище.

Місія класифікується як швидка (F), що означає, що вона менша, більш сфокусована і має швидшу підготовку до запуску (менше десяти років), ніж інші типи місій ЄКА. Попередня місія F, обрана агентством у 2019 році, називається Comet Interceptor ("Перехоплювач комет"). Уже припаркований у стабільній точці Сонячної системи, цей зонд чекає на появу комети, яка пролетить повз нього, що має статися приблизно під час запуску "Арракіса" на початку 2030-х років.

Слідувати за світлом

Оскільки темна матерія все ще вислизає від виявлення, місія буде націлена на джерела світла, які чутливі до неї. Очікується, що нормальна матерія — те, що дійсно випромінює світло, наприклад, зорі у галактиках — рухатиметься здебільшого під впливом темної матерії, яка є численнішою.

Вчені вважають, що цілі галактики переміщаються туди-сюди під дією темної матерії, яка лежить в їхній основі, подібно до маяків, розкиданих невидимим океаном. Однак їхнє плавання нерівне, оскільки вважається, що темна матерія розподілена по Всесвіту нерівномірно, утворюючи "космічне павутиння" на величезних відстанях, а в галактичних масштабах вона має більш грудкуватий вигляд. Деякі з цих згустків мають бути населені невеликими галактиками, званими карликовими, тоді як інші складаються повністю з темної матерії.

Є також уламки, що залишилися від тих карликових галактик, які занадто близько підійшли до галактик-господарів, навколо яких вони обертаються. Оскільки навколишня темна матерія розриває ці галактики на частини гравітаційними приливами, вони починають розпадатися на довгі потоки зірок, які огинають величезні простори. Ці тонкі світлові завіси — ще один зв′язок з невидимим. Шляхом підрахунку й вимірювання їхніх форм вчені зможуть зробити висновок про те, з якого типу частинок складається темна матерія, та, в кінцевому підсумку, яка космологічна модель є найбільш точною.

Згущення в просторі є сильним передбаченням поточних космологічних моделей, оскільки вони просто являють собою результат дії гравітації на матерію. Однак моделі дають суперечливі передбачення про кількість цих згустків, яка може бути більшою або меншою залежно від того, з якого типу частинки або частинок, за припущенням, складається темна матерія.

У "стандартній" моделі космології припускають, що частинки темної матерії є "холодними", тобто важкими й повільно рухомими (прикладом можуть слугувати "масивні частинки зі слабкою взаємодією", або вімпи). Це означає, що наш Чумацький Шлях міститиме сотні згустків темної матерії, деякі з яких міститимуть карликові галактики. Але проблема у тому, що ми бачимо тільки кілька десятків карликових галактик навколо нас, що дуже спантеличує. Це може означати, що більшість цих згустків складається з [однієї] темної матерії.

Однак у космологів є й інші життєздатні ідеї. Наприклад, якщо темна матерія "тепла" — тобто частинки набагато легші та швидші, наприклад, стерильні нейтрино, — то таких згустків від самого початку буде набагато менше. Спостереження можуть дати вченим остаточну відповідь на питання, яка модель правильна, але для цього їм спершу потрібно провести точний перепис карликових галактик, що обертаються навколо Чумацького Шляху.

Вершина айсберга

Є серйозні підстави вважати, що карликові галактики, виявлені досі поблизу Чумацького Шляху або інших великих галактик, є лише верхівкою айсберга, і що багато інших залишаються прихованими за світлом своїх господарів. "Арракіс" зможе виявити цю невраховану популяцію навіть на великих відстанях від нас.

Спостереження за цим слабким світлом зірок виявилося складним завданням навіть для найбільших телескопів на Землі, оскільки воно вимагає дуже глибокої візуалізації та знімання великих ділянок неба. Крім того, заважає земна атмосфера. "Арракіс" вестиме спостереження з космосу за допомогою інноваційної камери, яка проникає глибше як в оптичну, так і в ближню інфрачервону частину спектра, і має набагато ширше поле зору. (До речі, камери цього типу можуть також дивитися на Землю з відмінною роздільною здатністю).

Сотня або близько до того систем, схожих на Чумацький шлях, які спостерігатимуться, розташовані на відстані близько 100 мільйонів світлових років від нас, де досі було виявлено лише кілька карликових галактик і жодного зоряного потоку. Коли вчені дізнаються кількість нововідкритих карликових галактик і те, як вони будуть розподілені у просторі, буде можливість визначити правильну космологічну модель.

Як очікується, "Арракіс" знайде багато відсутніх фрагментів головоломки, яку являє собою темна матерія, доповнюючи те, що ми вже знаємо з прилеглого Всесвіту, і те, що ми дізнаємося у майбутньому від інших прийдешніх телескопів, таких як "Евклід" або обсерваторія імені Віри Рубін.

Є надія, що ці детальні, комбіновані спостереження нарешті розкриють таємницю темної матерії й допоможуть нам зрозуміти, з чого складається більша частина матерії в космосі.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.

ТЕГИ:

 

Останні новини

сьогодні:
четвер, 28 березня:

всі новини


 
ПОПУЛЯРНІ НОВИНИ:
26-31 березня в Києві проходять продуктові ярмарки

17:55, 25 березня 2024 р.
26-31 березня в Києві проходять продуктові ярмарки
 
В Укргідроенерго розповіли про влучання в ДніпроГЕС

07:48, 22 березня 2024 р.
В Укргідроенерго розповіли про влучання в ДніпроГЕС
 
Почалася 758 доба повномасштабного російського вторгнення: зве...

07:58, 22 березня 2024 р.
Почалася 758 доба повномасштабного російського вторгнення: зве...
 
Під час масованої атаки знищено 55 шахедів і 37 ракет

09:33, 22 березня 2024 р.
Під час масованої атаки знищено 55 шахедів і 37 ракет
 
ЦПД: росія готує низку ІПСО після масованого удару

07:37, 22 березня 2024 р.
ЦПД: росія готує низку ІПСО після масованого удару
 
 
СХОЖІ НОВИНИ:
Нове дослідження показує, що нашому Всесвіту не обов′язкова те...

19:11, 16 березня 2024 р.
Нове дослідження показує, що нашому Всесвіту не обов′язкова те...
 
Астрономи встановили вплив темної матерії на еволюцію галактик

08:33, 23 лютого 2024 р.
Астрономи встановили вплив темної матерії на еволюцію галактик
 
Темна матерія може допомогти з′ясувати походження поширених у...

11:29, 4 січня 2024 р.
Темна матерія може допомогти з′ясувати походження поширених у...
 
Дослідження ставить питання щодо темної матерії в карликових г...

21:47, 22 листопада 2023 р.
Дослідження ставить питання щодо темної матерії в карликових г...
 
Пульсари можуть змушувати темну матерію світитися, кажуть досл...

19:07, 8 жовтня 2023 р.
Пульсари можуть змушувати темну матерію світитися, кажуть досл...
 
Цей сайт та сторонні віджети на ньому використовують COOKIE, що необхідно для повноцінної роботи сайту. “Куки” – це безпечна технологія збирання аналітичної інформації про відвідувачів. Їх можна відключити у налаштуваннях Вашого браузера. Погодитися на використання Cookie