როდესაც ასტრონომები გალაქტიკათშორის სივრცეს იკვლევენ, ბნელი მატერიის მტკიცებულება იქ ყველგან არის. მათ შორის, გალაქტიკების ბრუნვაში, რასაც მხოლოდ დაკვირვებადი მატერია ვერ უზრუნველყოფს. არის გალაქტიკათგროვებში და სინათლის მიერ გავლილ გზაში, როდესაც ის მთელ სამყაროში გადაადგილდება. ბნელი მატერიის პირდაპირ დანახვა არ შეგვიძლია, მაგრამ ეფექტებმა, რომლებიც მას სხვა ობიექტებზე აქვს, მისი გავრცელების საკმაოდ ყოვლისმომცველი მასშტაბების რუკის შექმნის საშუალება მოგვცა.
თუმცა, ჩვენთან უფრო ახლოს, ირმის ნახტომში და ზოგადად, ქვეგალაქტიკურ მასშტაბზე, ბნელი მატერიის ეფექტები გაცილებით მცირეა და შესაბამისად, მისი ადგილმდებარეობის განსაზღვრაც რთულდება. მიუხედავად ამისა, ახალი მეთოდის წყალობით, ბოლოსდაბოლოს შეიძლება მოვახერხოთ და დავადგინოთ, სად იმალება ირმის ნახტომის ბნელი მატერია; ამისათვის კი საჭიროა დავაკვირდეთ ს,ვარსკვლავების სინათლის გამრუდებას, რაც გამოწვეული უნდა იყოს მათ წინ ბნელი მატერიის ჩავლით.
ბნელი მატერია კოსმოსის ერთ-ერთი ყველაზე შემაცბუნებელი ფენომენია. არ შეგვიძლია მისი პირდაპირ დაფიქსირება და შესაბამისად, არ ვიცით, რა არის ის; მაგრამ ვიცით, რომ სამყაროს გრავიტაციის ოდენობა არ შეიძლება მოდიოდეს მხოლოდ დაკვირვებად მატერიაზე, ანუ ბარიონულ მატერიაზე.
1930-იან წლებში, შვეიცარიელმა ასტრონომმა ფრიც ცვიკიმ აღმოაჩინა, რომ ბერენიკეს გალაქტიკათგროვაში გალაქტიკები რომ მხოლოდ ნორმალური მატერიის მიერ იყოს ერთად თავმოყრილი, მათი ბრუნვის სიჩქარე მათში არსებული ობიექტებისთვის გადააჭარბებდა მეორე კოსმოსურ სიჩქარეს. ანუ, გალაქტიკები რომ მხოლოდ ჩვეულებრივი, ბარიონული მატერიისგან შედგებოდეს, ისინი უბრალოდ დაიშლებოდნენ.
ცხადი გახდა, რომ რაღაც წარმოქმნის დამატებით გრავიტაციას. უცნობია, რა არის ეს რაღაც და შესაბამისად, შეგვიძლია ბნელი მატერია ვუწოდოთ. ბნელი მატერიის ეფექტები მას შემდეგ სხვა გზებითაც შენიშნეს და კოსმოლოგებმა გამოთვალეს, რომ ის სამყაროში არსებული მატერიის 85 პროცენტს შეადგენს.
ერთ-ერთი ასეთი ეფექტია გრავიტაციული ლინზირება. ფარდობითობის ზოგადი თეორიის მიხედვით, მასა მის გარშემო ამრუდებს სივრცე-დროს. პატარა ობიექტების შემთხვევაში, ამის დაკვირვებადი ეფექტი უმნიშვნელოა, მაგრამ ნამდვილად მასიური ობიექტების, მაგალითად, გალაქტიკათგროვების შემთვევაში, სივრცე-დროის გამრუდება გაცილებით გამოკვეთილია და გამოიხატება ამ რეგიონში გამოვლილი სინათლის გამრუდებულ გზაში.
ახალ კვლევაში, მკვლევართა ჯგუფმა, რომელსაც ნიუ-იორკის უნივერსიტეტის ფიზიკოსი სიდჰარტ მიშრა-შარმა ხელმძღვანელობდა, წარმოადგინა ირმის ნახტომის ინდივიდუალური
ვარსკვლავების გრავიტაციული ლინზირების დაფიქსირების სქემა, რითაც ბნელი მატერიის დაფიქსირებაც უნდა შევძლოთ.
როდესაც ბნელი მატერია ვარსკვლავის წინ ჩაივლის, თეორიულად მან ვარსკვლავის სიკაშკაშე ისე უნდა შეცვალოს, რომ გამოჩნდეს, თითქოს ვარსკვლავი მოძრაობს. ასეთ რამეს მეცნიერები ათწლეულების წინ პროგნოზირებდნენ და სუსტი ასტრომეტრიული გრავიტაციული ლინზირება ეწოდება (ასტრომეტრია შეისწავლის ვარსკვლავების მოძრაობას), მაგრამ მისი ეფექტი იმდენად მცირეა, რომ დაფიქსირება საპირისპირო პროპორციული გამოწვევაა.
მიშრა-შარმა და მისი კოლეგები გვთავაზობენ, რომ სუსტი ასტრომეტრიული გრავიტაციული ლინზირება შეიძლება დაფიქსირებადი იყოს არა ინდივიდუალურ ვარსკვლავებში, არამედ ჯგუფებში.
„გთავაზობთ ახალ მეთოდს გალაქტიკური ქვესტრუქტურის პოპულაციურ თვისებათა დასახასიათებლად, შორეულ წყაროზე მისი კოლექტიური ლინზირების ეფექტის გამოყენებით“, — წერენ მკვლევრები.
მათივე განცხადებით, ახლო მომავლის ასტრონომიული დაკვირვებებით შესაძლებელი იქნება სტატისტიკურად დაფიქსირდეს ცივი ბნელი მატერიის სუბჰალოების პოპულაციები, კომპაქტური ობიექტები და სიმკვრივის რყევები, რასაც სკალარული ველის ბნელი მატერია იწვევს.
ძალიან ზუსტი ასტრომეტრიული დაკვირვებებით, ჯგუფის სქემამ ასტრონომებს ბნელი მატერიის არსებობის დამტკიცების საშუალება უნდა მისცეს სიჩქარეების გადანაწილების, ვარსკვლავებისა და გალაქტიკების აჩქარების ანალიზების გზით. საკუთარი მეთოდი მათ ასევე მოარგეს რამდენიმე სიმულირებულ სცენარს და დაადგინეს, რომ ეს გადანაწილება იცვლება ბნელი მატერიის ტიპის მიხედვით; შესაბამისად, ამ სქემით შეიძლება შემოწმდეს ბნელი მატერიის მოდელებიც.
ამას გარდა, ჯგუფმა ასევე აღმოაჩინა, რომ მზის ორბიტას გალაქტიკის ცენტრის გარშემო ასიმეტრია უნდა შეჰქონდეს გადანაწილებაში, რაც შეიძლება დაგვეხმაროს, რომ ხმაურიდან გამოვაცალკევოთ სუსტი ასტრომეტრიული გრავიტაციული ლინზირების სიგნალი.
ამჟამად ჩვენს ხელთ არსებული ყველაზე ყოვლისმომცველი ასტრომეტრიული კატალოგი შექმნილია ევროპის კოსმოსური სააგენტოს ხომალდ „გაიას“ მიერ; ეს გახლავთ მიმდინარე პროექტი, რომელსაც მთლიანი ირმის ნახტომი უმაღლესი სიზუსტით გადააქვს სამგანზომილებიან რუკაზე. ჯგუფმა გაიას მონაცემებზე საკუთარი მეთოდის მორგება სცადა, მაგრამ აღმოაჩინა, რომ მონაცემებში საკმაოდ მაღალი იყო ხმაური და ვერ ხერხდებოდა შესაფერისი სიგნალის დაფიქსირება.
თუმცა, ისინი იქვე შენიშნავენ, რომ უკეთესი შედეგები შეიძლება მოგვცეს გაიას სამომავლო მონაცემებმა და მომავლის სხვა მისიებმა.
კვლევა ჟურნალ Physical Review D-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია ScienceAlert-ის მიხედვით.
