Något konstigt stansade ett hål i Vintergatan. Men vad är det exakt?

Pin
Send
Share
Send

Det finns en "mörk slagare" som spränger hål i vår galax. Vi kan inte se det. Det är kanske inte tillverkat av normal materia. Våra teleskop har inte direkt upptäckt det. Men det verkar verkligen som om det är där ute.

"Det är en tät kula av någonting", sa Ana Bonaca, forskare vid Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, som upptäckte bevis för impactor.

Bonacas bevis för den mörka påverkan, som hon presenterade den 15 april på konferensen för American Physical Society i Denver, är en serie hål i vår galax längsta stjärnström, GD-1. Stjärnströmmar är linjer av stjärnor som rör sig tillsammans över galaxer, ofta med ursprung i mindre klumpar av stjärnor som kolliderade med galaxen i fråga. Stjärnorna i GD-1, rester av ett "globular kluster" som kastade sig i Vintergatan för länge sedan, är utsträckta i en lång rad över vår himmel.

Under normala förhållanden bör strömmen vara mer eller mindre en enda linje, utsträckt av vår galaxens tyngdkraft, sa hon i sin presentation. Astronomer skulle förvänta sig ett enda gap i strömmen, vid den punkt där det ursprungliga globulära klustret var innan dess stjärnor drev i två riktningar. Men Bonaca visade att GD-1 har en andra lucka. Och detta gap har en trasig kant - en region som Bonaca kallas GD-1: s "spur" - som om något enormt kastade sig genom strömmen för inte länge sedan, och drar stjärnor i dess kölvattnet med sin enorma allvar. GD-1, verkar det, träffades med den osynliga kulan.

Denna bild från Bonacas presentation visar den mest detaljerade kartan ännu om GD-1, vilket avslöjar det uppenbara andra gapet och sporen. (Bildkredit: Nya astrofysiska prober av mörk materia, Ana Bonaca / GAIA)

"Vi kan inte kartlägga något lysande objekt som vi har observerat," sa Bonaca till Live Science. "Det är mycket mer massivt än en stjärna ... Något som en miljon gånger solens massa. Så det finns bara inga stjärnor av den massan. Vi kan utesluta det. Och om det var ett svart hål, skulle det vara en supermassiv svart hål av det slag som vi finner i mitten av vår egen galax. "

Det är inte omöjligt att det finns ett andra supermassivt svart hål i vår galax, sa Bonaca. Men vi förväntar oss att se några tecken på det, som blossar eller strålning från dess ackretionsskiva. Och de flesta stora galaxerna verkar ha bara ett enda supermassivt svart hål i mitten.

Överst: Den här bilden visar hur GD-1 verkligen ser ut. Nedre: Den här bilden visar hur datormodeller förutspår att GD-1 ska se ut. (Bildkredit: Nya astrofysiska prober av mörk materia, Ana Bonaca / GAIA)

Utan att det finns några gigantiska, ljusa föremål som syns bort från GD-1 och inga bevis för ett doldt, andra supermassivt svart hål i vår galax, är det enda uppenbara alternativet kvar en stor klump av mörk materia. Det betyder inte att objektet definitivt är 100%, absolut gjort av mörk materia, sa Bonaca.

"Det kan vara så att det är ett lysande föremål som försvann någonstans, och det gömmer sig någonstans i galaxen," tillade hon.

Men det verkar osannolikt, delvis på grund av objektets stora skala.

"Vi vet att det är 10 till 20 parsecs överallt," sade hon. "Ungefär storleken på ett kulformat kluster."

Överst: Den här bilden visar igen hur GD-1 verkar se ut. Nedre: Den här bilden visar hur datormodeller förutspår GD-1 skulle se ut efter en interaktion med ett stort, tungt objekt. (Bildkredit: Nya astrofysiska prober av mörk materia, Ana Bonaca / GAIA)

Men det är svårt att helt utesluta ett lysande objekt, delvis för att forskarna inte vet hur snabbt det rörde sig under påverkan. (Det kan ha rört sig mycket snabbt, men inte riktigt så tungt som förväntat - en riktig mörk kula - sa Bonaca. Eller så kunde det ha rört sig långsammare men varit väldigt massivt - en slags mörk hammare.) Utan svar på det fråga, det är omöjligt att vara säker på var saken skulle ha hamnat.

Ändå är möjligheten att ha hittat ett riktigt mörkt materieobjekt lockande.

Just nu vet forskare inte vad mörk materia är. Vårt universum verkar fungera som den lysande saken, det vi kan se är bara en liten bråkdel av det som finns där ute. Galaxer binds samman som om det finns något tungt inuti dem, klusterade i sina centra och skapar enorm tyngdkraft. Så de flesta fysiker resonerar att det finns något annat där ute, något osynligt. Det finns många olika åsikter om vad det är gjorda av, men ingen av ansträngningarna att direkt upptäcka mörk materia på jorden har ännu fungerat.

Denna täta boll av osynligt någonting som störtar genom vår Vinterväg erbjuder fysiker ett nytt bevis på att mörk materia kan vara verklig. Och det skulle föreslå att mörk materia verkligen är "klumpig", som de flesta teorier om dess beteende förutspår.

Om mörk materia är "klumpig", är den koncentrerad i oregelbundna bitar fördelade grovt över galaxer - ungefär som den ljusa substansen vi ser koncentrerad i stjärnor och nebulosa. Vissa alternativa teorier, inklusive teorier som antyder att mörk materia inte finns alls, skulle inte innehålla några klumpar - och skulle få effekterna av mörkt material fördelat smidigt över galaxer.

Hittills är Bonacas upptäckt unik, så ny att den ännu inte har publicerats i en peer-granskad tidskrift (även om den möts uppskattande av folkmassan på den prestigefyllda konferensen).

För att dra bort den, förlitade hon sig på data från Gaia-uppdraget, ett europeiskt rymdorganisationsprogram för att kartlägga miljarder stjärnor i vår galax och deras rörelser över himlen. Det bildade den bästa befintliga katalogen över stjärnorna som verkar vara en del av GD-1.

Bonaca förstärkte den informationen med observationer från Multi Mirror Telescope i Arizona, som visade vilka stjärnor som rör sig mot jorden och vilka som rörde sig bort. Det hjälpte till att skilja mellan stjärnor som verkligen rörde sig med GD-1, och de som bara satt bredvid den på jordens himmel. Denna ansträngning gav den mest exakta bilden någonsin av GD-1, som avslöjade den andra luckan, sporen och ett tidigare osynligt område av stjärnströmmen.

På vägen, sa Bonaca, vill hon göra fler kartläggningsprojekt för att avslöja andra himmelregioner där något osynligt verkar slå stjärnor runt. Målet, sade hon, är att så småningom kartlägga klumpar av mörk materia över hela Vintergatan.

Pin
Send
Share
Send