Măsurătorile accelerării unui pulsar dezvăluie partea întunecată a Căii Lactee

Este bine-cunoscut faptul că expansiunea universului se accelerează datorită unei energii întunecate misterioase. Ceea ce au descoperit acum oamenii de știință poate schimba felul în care analizăm Calea Lactee.

În cadrul galaxiilor, stelele experimentează, de asemenea, o accelerație, dar acest lucru se datorează unei combinații de materie întunecată și densității stelare. Într-un nou studiu care urmează să fie publicat în Astrophysical Journal Letters, cercetătorii au obținut acum prima măsurare directă a accelerației medii care are loc în galaxia noastră de origine, Calea Lactee.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

Cercetarea este condusă de Sukanya Chakrabarti la Institutul pentru Studii Avansate, din Statele Unite ale Americii, cu colaboratori de la Institutul de Tehnologie Rochester, Universitatea din Rochester și Universitatea din Wisconsin-Milwaukee, toate din SUA.

Ce date a strâns echipa de cercetători, după analiza pulsarului

Echipa a folosit date strânse în urma observării pulsarului pentru a urmări accelerațiile radiale și verticale ale stelelor din interiorul și din afara planului galactic. Pe baza acestor noi măsurători de înaltă precizie și a cantității cunoscute de materie vizibilă din galaxie, cercetătorii au reușit apoi să calculeze densitatea materiei întunecate a Căii Lactee.

„Analiza noastră nu numai că ne oferă prima măsurare a micilor accelerații experimentate de stelele din galaxie, dar ne deschide și posibilitatea extinderii acestei lucrări pentru a înțelege natura materiei întunecate și, în cele din urmă, energia întunecată la scări mai mari, a mai declarat Chakrabarti, autorul principal al lucrării și membru actual și membru IBM Einstein Fellow la Institute for Advanced Study.

Stelele străpung galaxia la sute de kilometri pe secundă, totuși acest studiu indică faptul că schimbarea vitezei lor are loc într-un ritm extraordinar de lent: câțiva centimetri pe secundă. Pentru a detecta această mișcare subtilă, echipa de cercetători s-a bazat pe capacitatea ultraprecisă de a măsura timpul pulsarilor, care sunt distribuiți pe scară largă în planul galactic și halo – o regiune sferică difuză care înconjoară galaxia.

„Prin exploatarea proprietăților unice ale pulsarilor, am reușit să măsurăm accelerații foarte mici în Galaxy. Lucrarea noastră deschide o nouă fereastră în dinamica galactică”, a declarat co-autorul Philip Chang de la Universitatea din Wisconsin-Milwaukee, Statele Unite ale Americii, conform conform Phys.

Ce indicii ne poate oferi această descoperire

Extinzându-se spre exterior la aproximativ 300.000 de ani lumină de centrul galactic, haloul poate oferi indicii importante pentru înțelegerea materiei întunecate, care reprezintă aproximativ 90% din masa galaxiei și este foarte concentrată deasupra și sub planul galactic dens cu stele.

Mișcarea stelară în această regiune specială – un obiectiv principal al acestui studiu – poate fi influențată de materia întunecată. Utilizând măsurătorile de densitate locală obținute prin acest studiu, cercetătorii vor avea acum o idee mai bună despre cum și unde să caute materia întunecată.

În timp ce studiile anterioare au presupus o stare de echilibru galactic pentru a calcula densitatea medie de masă, această cercetare se bazează pe starea naturală de dezechilibru a galaxiei. S-ar putea compara acest lucru cu diferența dintre suprafața unui iaz înainte și după ce se aruncă o piatră. Contabilizând „valurile”, echipa a reușit să obțină o imagine mai exactă a realității.

Calea Lactee este influențată de o istorie turbulentă a fuziunilor galactice și continuă să fie perturbată de galaxiile pitice externe, cum ar fi Norii mici și mari din Magellan. Ca urmare, stelele nu au orbite plate și tind să urmeze o cale similară cu cea a unui disc de vinil deformat, care traversează deasupra și dedesubtul planului galactic.

Unul dintre factorii cheie care au permis această abordare observațională directă a fost utilizarea datelor pulsare compilate din colaborări internaționale, inclusiv NANOGrav (Observatorul nord-american Nanohertz pentru valuri gravitaționale) care a obținut date de la telescoapele Green Bank și Arecibo.

Vă invităm să citiți și:

Primul pulsar pitic alb a fost descoperit în Univers după o jumătate de secol de cercetări

A fost descoperit pulsarul cu cea mai mică viteză de rotaţie de până acum. Ce ar putea determina comportamentul neobişnuit al obiectului cosmic

Astronomii au surprins o stea care deformează spaţiul şi timpul din jurul său

Planeta X ar putea fi o gaură neagră primordială