Sciencemag.cz
Doporučujeme
Temná hmota tvoří více než 80 % veškeré hmoty ve vesmíru, ale pro běžná pozorování je neviditelná, protože neinteraguje se světlem ani s elektromagnetickými poli (poznámka: tedy pokud zastáváme mainstreamovou představu, že temná hmota existuje). Nyní Sukanya Chakrabarti a Tom Donlon z University of Alabama v Huntsville nyní přišli se studií, který má na základě studia gravitačního zrychlení binárních pulsarů popsat, kolik temné hmoty je v naší galaxii a kde se nachází. Studie byla prozatím publikována na preprintovém serveru arXiv (bez recenze/odborné oponentury).
Pulsary jsou rychle rotující neutronové hvězdy, které v pravidelných intervalech od sekund do milisekund vysílají pulsy záření. Binární pulsar je pulsar s průvodcem, který umožňuje fyzikům testovat obecnou teorii relativity díky silnému gravitačnímu poli, které tyto objekty doprovází.
„Pulsary se již desítky let používají k přesným testům obecné teorie relativity. My je využíváme k přímému měření nepatrných zrychlení hvězd, které se nacházejí v gravitačním potenciálu naší galaxie. Tato zrychlení činí pouze asi 10 centimetrů za sekundu na druhou…, a proto bylo dříve obtížné tyto nepatrné změny měřit. Díky datům ze zařízení, jako je NANOGrav, je dnes možné tato měření provést,“ uvedla Sukanya Chakrabarti.
Získáním extrémně přesných měření zrychlení máme podle průvodní tiskové zprávy nyní k dispozici nejpřímější sondu gravitačního potenciálu Mléčné dráhy nad rámec toho, co bylo v astronomii provedeno v minulém století. Existuje tak mnoho na sobě nezávislých důkazů, z nichž vyplývá, že Galaxie měla ve skutečnosti velmi dynamickou historii. Analýza většího vzorku pulsarů poprvé přímo ukazuje, že naše galaxie byla narušena dynamickými interakcemi, například průchodem trpasličích galaxií.
„Abychom mohli změřit zrychlení pulsaru, musí být ve stabilním binárním systému. Musíme také vědět, jak daleko se pulsar nachází, sledovat jeho pohyb na obloze a podrobnosti o jeho dráze; všechny tyto věci vyžadují extrémně přesná měření a roky pozorování. Postupem času bychom měli ale mít k dispozici více pulsarů, které budeme moci využít pro budoucí studie,“ říká Tom Donlon.
Stanovená zrychlení nám pomáhají poznat vesmír dvěma hlavními způsoby. První přínos spočívá v tom, že binární pulsary vysílají gravitační vlny, které způsobují, že se jejich dráhy v průběhu času přibližují a nakonec se oba objekty srazí. Protože gravitační pole je v tomto typu systému velmi silné a měření času v případě pulsaru je velmi přesné, na základě pozorovaného rozpadu dráhy pulsaru lze testovat předpovědi obecné teorie relativity.
Druhým přínosem jsou pak testy týkající se temné hmoty. Temná hmota interaguje s běžnou hmotou prostřednictvím gravitace a tato dodatečná gravitace způsobuje zrychlení pulsarů. Porovnáním zrychlení, která skutečně změříme, se zrychleními, která očekáváme jen na základě příspěvku od normální hmoty, můžeme zjistit množství temné hmoty i to, kde se nachází.
Thomas Donlon et al, Galactic Structure From Binary Pulsar Accelerations: Beyond Smooth Models, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2401.15808
Zdroj: University of Alabama in Huntsville / Phys.org, přeloženo / zlráceno
