Seitsmekümnendate lõpus uurisid Vera Rubin ja Kent Ford spiraalset galaktikat Andromeda. Astronoomide perfokaartidele saadud tulemused üllatasid ja isegi ärevust tekitasid. Tundus, et galaktika spiraal ei pöörle üldse nii, nagu oleks pidanud arvutuste kohaselt olema. Materjal tema käte otstes liikus sama kiirusega kui aine galaktika keskel.
Te ei pea olema maailmakuulus astrofüüsik, et mõista, et selline liikumine rikub Newtoni seadusi. Nende kummaliste katseandmete esimeste järelduste sõnastamiseks kulus Rubinil kaks aastat. Tema perfokaardid olid esimesed tõendid tumeaine olemasolust.
Teadlased teavad nüüd, et tume aine moodustab 84% kogu universumi ainest. See mõjutab seda, kuidas galaktikad ja galaktikaparved üksteise suhtes liiguvad.
Vera Rubin oli üks esimesi naisi ajaloos, kellel oli võimalus töötada San Diegos asuvas Palomari observatooriumis. Ta hakkas tärnide vastu huvi tundma juba lapsena: ta joonistas langevaid tähti, pani kokku teleskoobi ja kirjutas esseesid tähtede kohta käiva kirjanduse kohta. Ülikoolis leidis ta oma teema: galaktikate liikumise dünaamika. Astrow George'ilt (George) sai Gamow Rubin idee rakendada Linnutee pöörlemise kohta kogutud teadmisi teistele galaktikatele ja vaadata, kas nende dünaamika erineb. Lisaks otsis Rubin galaktikate jaoks ühist telge või liikumiskeskust (või tõestust, et galaktikad liiguvad juhuslikult ja üksteisest sõltumatult).
Andromeda galaktika. Hubble'i kosmoseteleskoobi pilt
Otsingu käigus avastas ta lennuki, milles oli palju rohkem galaktikaid kui üheski teises. Meie suur kodumaa - galaktikate superparv - asub selles tasapinnas. Kuid tema tööd tabas kriitikalaine ja seda ei avaldatud kunagi.
Rubini edasised uuringud kinnitasid, et galaktikad liiguvad koos, mitte kaootiliselt, ühinedes hiiglaslikes rühmades. Carnegie Maa magnetismiinstituudis kohtudes Kent Fordiga alustas Rubin tööd tol ajal kõige tundlikuma spektromeetriga - instrumendiga, mis lagundab valguse kindla pikkusega laineteks. Instrument võimaldas galaktikaid mitte täielikult uurida, vaid jälgida nende üksikuid osi.
Reklaamvideo:
Vera Rubin seab üles 2,1-meetrise spektromeetri
Foto: arhiivid ja erikollektsioonid, Vassari kolledži raamatukogu
Koos hakkasid Rubin ja Ford jälgima kvasaare - universumi eredamaid objekte, galaktikaid, mille keskel on ülimassiivsed mustad augud. Et mitte hajutada (ja spektromeetri abil saaks kokku hoida väärtuslikku aega), otsustasid teadlased keskenduda Andromeda galaktikale. Siis sai Rubin võimaluse naasta galaktikate pöörlemise uurimise juurde. See, mida nad nägid, polnud sugugi see, mida nad ootasid. Päikesesüsteemis liiguvad keskele lähemal asuvad objektid kiiremini kui servades olevad objektid. Mass tekitab gravitatsiooni, mis määrab pöörlemiskiiruse. Ja kuna galaktikates on suurem osa ainest - ja suurem osa massist - koondunud keskele, liiguvad perifeersed piirkonnad arvutustes palju aeglasemalt. Kuid Andromedas on kõik teisiti: äärealad pöörlevad keskusega sama kiirusega.
Tumeaine, mille idee esitasid Jan Oort ja Fritz Zwicky juba 1932. aastal, sai selle nähtuse ainsaks võimalikuks seletuseks. Kui Rubin joonistas Andromeda galaktika käsitsi ja mõistatus tuli kokku: kui mõnes galaktikas eksisteerib tumeaine pilv, siis võib see massi jaotust ühtlustada. Gravitatsioon - ja sellega koos ka pöörlemiskiirus - on sama.
Aleksander Privalov
