Գալակտիկական ռադիոհեռարձակումներ և մութ նյութ

Ակտիվ գալակտիկա ՝ Հերկուլես Ա, ցուցադրելով ընդարձակ ռադիո jets: Պատկերը NRAO- ի միջոցով:

Ակտիվ գալակտիկա ՝ Հերկուլես Ա, ցուցադրելով ընդարձակ ռադիո jets: Պատկերը NRAO- ի միջոցով:


Աստղագետներն օգտագործել են տիեզերական միկրոալիքային ճառագայթումը ՝ Մեծ պայթյունի հետևանքը, մեր տիեզերքում անտեսանելի մութ նյութի տեղերը գտնելու համար: Ինչպես պատահում է, մութ մատերիայի տեղերը փոխկապակցված են այն վայրերի հետ, որտեղ զանգվածային ակտիվ գալակտիկաների կենտրոնների նյութերի շիթերը շարժվում են գրեթե լույսի արագությամբ: Օքսֆորդի համալսարանից Ռուպերտ Էլիսոնը ղեկավարեց հետազոտությունը, որը նա ներկայացրեց այս շաբաթ (2015 թ. Հուլիսի 6) Ուելսում անցկացվող Ազգային աստղագիտական ​​հանդիպմանը:

Առեղծվածային մութ նյութը կազմում է տիեզերքի էներգիայի պարունակության մոտ 26% -ը: Տիեզերքի ժամանակակից տեսություններում գալակտիկաները ձևավորվել են մութ նյութի կոնցենտրացիաների շուրջ, երբ տիեզերքը երիտասարդ էր: Մութ նյութը անտեսանելի է, և ոչ ոք հստակ չգիտի, թե դա ինչ է: Բայց դա իրոք ունի գրավիտացիոն ազդեցություն. Մութ նյութի մի կտորը ձգում է սովորական նյութը (ինչպես էլեկտրոնները, պրոտոնները և նեյտրոնները) իր սեփական ձգողության միջոցով: Ի վերջո, այսօրվա աստղագետների կարծիքով, մութ նյութի այս ձգումը միավորեց գալակտիկաներն ու նրանց աստղերը ստեղծելու համար անհրաժեշտ նյութը:


Աստղագետները տիեզերքում և հետևաբար ժամանակի ետևից նայելով, տեսնում են, որ ամենամեծ գալակտիկաներից շատերըակտիվ գալակտիկաներակտիվ միջուկային սև խոռոչներով ՝ իրենց միջուկներում: Տիեզերքի այս ավելի վաղ շրջանում գազը, որը ընկնում է դեպի գալակտիկաների կենտրոնական սև անցքերը, դուրս է նետվում որպեսինքնաթիռներմասնիկների և ճառագայթման: Ինքնաթիռները հաճախ միլիոնավոր լուսային տարիների հեռավորության վրա են գտնվում իրենց հյուրընկալող գալակտիկայից ՝ իր չափերով շատ ավելի մեծ, քան հենց գալակտիկան: Շիթերի նյութը գալակտիկայի միջուկից դեպի դուրս է շարժվում գրեթե լույսի արագությամբ:

Գալակտիկաները ձևավորվում են մութ նյութի շուրջը. հետևաբար, ամենազանգվածային գալակտիկաները-նրանք, որոնք մենք սահմանում ենք որպես ակտիվ գալակտիկաներ, ակտիվ կենտրոնական սև խոռոչներով և ուղեկցող ինքնաթիռներով-ակնկալվում է, որ կգտնվեն մեր տիեզերքի այն շրջաններում, որտեղ միջինից բարձր մութ նյութի կոնցենտրացիաներ կան:

Բայց, քանի որ մութ նյութը անտեսանելի է, այս գաղափարի փորձարկումն ուղղակի չէ:

Որոշ մութ նյութեր կարող են հայտնաբերվել գրավիտացիոն ոսպնյակների միջոցով, այսինքն ՝ ազդեցությունը հզոր գրավիտացիոն դաշտերի լույսի վրա, ինչպես նկարագրված է Էյնշտեյնի հարաբերականության ընդհանուր տեսությունից: Դիտարկելով, թե ինչպես է խավարը խեղաթյուրում լույսը, աստղագետներին թույլ է տալիս եզրակացնել դրա գտնվելու վայրը և չափել դրա զանգվածը:


Ինչպես պատահում է, տիեզերքն ունի նաև այն, ինչ Ռուպերտ Ալիսոնը և նրա թիմը նկարագրում են որպես «իդեալական տեղեկատու քարտեզ» ՝ Տիեզերական միկրոալիքային ֆոն (CMB) կամ Մեծ պայթյունից համատարած արձագանք: CMB- ը տիեզերքի ձևավորման մասունք է: Դա ալուսանկարտիեզերքի, ինչպես դա եղել է Մեծ պայթյունից ընդամենը 400,000 տարի անց: Այս դարաշրջանի լույսին մեզ հասնելու համար պահանջվել է ավելի քան 13 միլիարդ տարի:

Վերլուծելով CMB- ի նուրբ աղավաղումները ՝ Ռուպերտ Էլիսոնը, Սեմ Լինդսեյը (Օքսֆորդ) և Բլեյք Շերվինը (UC Berkeley) կարողացան գտնել մութ նյութի խիտ շրջաններ:

Նմուշ CMB ոսպնյակների քարտեզ (վերև) և ռադիոյի գերխտության քարտեզ (ներքև)

Նմուշ CMB ոսպնյակների քարտեզ (վերև) և ռադիոյի գերխտության քարտեզ (ներքև)


Այս վաղ ժամանակից եկող լույսը անարգել շրջում է տիեզերքի մեծ մասում: Թմբլիկ մութ նյութը, այնուամենայնիվ, փոքր գրավիտացիոն ձգում է կատարում լույսի վրա ՝ այն փոքր-ինչ շեղելով ուղիղ ուղուց, ինչպես ոսպնյակներն անում են մի զույգ ակնոցով:


Ինչպես ենթադրվում է, մութ նյութը հայտնաբերվել է այնտեղ, որտեղ առավել տարածված են ակտիվ գալակտիկաներից եկող հզոր ռադիո jets- ները, ինչը բացահայտում է այսօրվա ամենազանգված գալակտիկաների և Մեծ պայթյունի հետևանքների միջև խորը կապը:

Պարոն Էլիսոնը մեկնաբանեց.

Առանց մութ մատերիայի, մեծ գալակտիկաներ չէին ձևավորվի, և գերխոշոր սև անցքեր չէին լինի: Եվ առանց սև անցքերի, մենք չէինք տեսնի միջագալակտիկական ինքնաթիռներ: Այսպիսով, մենք գտանք մեկ այլ ստորագրություն, թե ինչպես է մութ նյութը ձևավորում այսօրվա տիեզերքը:

Այս գիտնականներն այժմ հույս ունեն օգտագործել նոր գործիքներ `իրենց չափումները բարելավելու համար և ավելի հստակ հասկանալ, թե ինչպես են տիեզերքի պատմության ընթացքում փոխվում ռադիոակտիվ ինքնաթիռներն ու նրանց գալակտիկաները: Նրանք ասում են, որ այնպիսի աստղադիտակներ, ինչպիսիք ենԸնդլայնված ACTPolեւՔառակուսի կիլոմետր զանգվածկտրամադրի լրացուցիչ տվյալներ ՝ այս հույսն իրականություն դարձնելու համար:


Եզրակացություն. Աստղագետները օգտագործեցին Մեծ պայթյունի հետևանքը `տիեզերական միկրոալիքային ֆոն (CMB)` մեր տիեզերքի անտեսանելի մութ նյութի տեղերը գտնելու համար: Մութ նյութը կարող է հայտնաբերվել այն վայրերում, որտեղ գալակտիկական շիթերը, շարժվելով լույսի արագությամբ, տարածվում են ակտիվ գալակտիկաների կենտրոնից: Դա իմաստ ունի տիեզերքի ժամանակակից տեսությունների համաձայն, որոնք ասում են, որ առավել զանգվածային գալակտիկաները պետք է ձևավորվեն մութ նյութի ամենախիտ կոնցենտրացիաների շուրջ:

Թագավորական աստղագիտական ​​ընկերության միջոցով