Saladuslikku tumeainet pole ühegi ulatusega teleskoopide kaudu näha. See avaldub ainult gravitatsioonilise efektina tavalisele ainele. Tundub, et see kurb tõde tuleb uuesti läbi vaadata. Teadlaste rõõmuks.
Kauges galaktikaparves neelab ja kiirgab miski kindla energia röntgenikiirgust. Ja see midagi ei saa olla tavaline aine. See järeldus tehakse Oxfordi ülikoolist Joseph P. Conloni juhitud uurimisrühma avaldatud uuringus. Teos on saadaval arXiv.org preprindi saidil.
Uuringute pressiteate kohaselt algas see detektiivilugu 2014. aastal. Seejärel avastas teadusrühm Ezra Bulbul (Esra Bulbul) eesotsas Cambridge'i Harvard-Smithsoni astrofüüsikakeskusest kummalise nähtuse. Perseuse kobarana tuntud galaktikakobarast pärinev röntgenikiirgus näitas spektraalemissioonijoont energiaga 3,5 keV. Tulemus saadi teleskoopide XMM-Newton ja Chandra instrumentide abil. Sama joon leiti XMM-Newtoni teleskoobi abil registreeritud 73 muu galaktikaparve kiirgusest.
Vaid nädal pärast selle tulemuse avaldamist teatas teine rühm, mille eesotsas oli Aleksei Boyarsky Hollandi Leideni ülikoolist, jälgides sama joont galaktika M31 kiirguses ja Perseuse klastri äärelinnas samal XMM-Newtoni instrumendil.
Ükski teadaolev astrofüüsikaline protsess ei vii sellise joone moodustumiseni. Seetõttu on astronoomid soovitanud neil tegeleda salapärase tumeaine kiirgusega.
Paljud astronoomid on püüdnud neid vaatlusi korrata, kuid salapärane joon leiti ja siis ei leitud. See pani skeptikuid spekuleerima, et teadlastel tekkis viga seadme töös või andmetöötluses.
2016. aastal ei suutnud uus Jaapani teleskoop Hitomi, mis oli spetsiaalselt loodud röntgenkiirguse spektrijoonte vaatlemiseks, Perseuse klastri kiirgusest tuvastada 3,5 keV joont. Tundus, et see küsimus on lõpuks lõpetatud. Kuid see oli lihtsalt järjekordne süžee keerdkäik.
Conloni meeskond märkas, et Hitomi pildid olid palju vähem teravad kui Chandra. Seetõttu segunes Perseuse klastri kujutisel signaal kahest allikast: kuumast gaasist pärinev kiirgus, mis asus massiivi galaktika ümber klastri keskel, ja valgus, mis kiirgub selle galaktika enda keskel asuva supermassiivse musta augu lähedusest.
Reklaamvideo:
Chandra selgemad pildid võimaldavad eristada nende allikate panust. Seda ära kasutades said autorid eraldi analüüsida musta augu panust ja kuuma gaasi kiirgust.
Võttes kätte juba 2009. aastal tehtud "Chandra" varajased vaatlused, avastasid nad hämmastava asja: täheldati 3,5 keV spektraaljoont, kuid gaasi eraldatud "röntgenikiirtes" oli see kiirgusjoon ja musta augu kiirguses - joon imendumine! Nagu selgus, segas Hitomi teleskoop kahest allikast saadud panuse, mille tulemusena kompenseerisid liinid üksteist ja seetõttu neid ei täheldatud. Teadlased kontrollisid seda asjakohaste arvutuste abil.
Kuid kuidas on nii, et vaadates musta augu "otse silma", avastavad astronoomid kvantide neeldumise 3,5 keV energiaga ja jälgides sellest piisavalt kauget gaasi, saavad nad nende kvantide kujul kiirgust?
See nähtus on optiliste teleskoopidega töötavatele spetsialistidele juba ammu teada. Kujutage ette, et täht on meie eest gaasipilve eest kaitstud. Gaas neelab teatud energia kvandid ja kiirgab neid kohe uuesti. Kuid see kiirgus toimub igas suunas: tagasi tähe poole, risti joonega "täht - vaatleja" (vaateväli, nagu eksperdid ütlevad) jne. Seepärast leiame otse tähte vaadates neeldumisjooni, kuna osa selle energiaga tähe kiiratavatest kvantidest ei jõua meieni.
Nüüd pöörame uhkusega tähest ära ja pöörame pilgu pilve selle osa poole, mis on selle „külje poole“. Need gaasi aatomid neelavad ka tähe kiirgust ja kiirgavad seda ka uuesti. Kuid seekord me tähe enda valgust ei näe, see levib vaatenurga suhtes suure nurga all. Kuid me näeme seda osa neeldunud valgusest, mida gaas meie suunas kiirgab (lõppude lõpuks kiirgab see valgust igas suunas ühtlaselt). Seetõttu näeme neid gaasi "kõrvalpiirkondi" vaadates kiirgusjoont!
Kõik näib olevat imeline. Ja supermassiivse musta augu lähedus eraldab tõepoolest nii kvante, mille energia on 3,5 keV, kui ka paljude teiste laiaulatuslike energiate kvante. Kuid äsja kirjeldatud pildi reprodutseerimiseks peame eeldama, et galaktikat ümbritsevas kuuma gaasi pilves on midagi, mis neelab selle energia kvantid ja kiirgab neid siis uuesti. Ja nagu eespool mainitud, ei saa tavalised ained seda lihtsalt teha!
Niisiis, see on ikkagi tume aine? Conlon ja tema kolleegid arvavad nii. Nad töötasid isegi välja selle salapärase aine mudeli, mis seda käitumist kordab. Kuid autorid pole veavalikut veel allahindlust teinud. Järgnevad uuringud peaksid probleemi lõplikult selgitama.
