740 supernoova plahvatuse statistiline analüüs näitas, et mustad augud võivad moodustada mitte rohkem kui 40 protsenti universumi tumeaine mahust, mis omakorda ajab teise naela massiivsete astrofüüsikaliste kompaktsete haloobjektide teooria kirstu. Selle teooria kohaselt võivad tumeaine allikaks olla ürgsed mustad augud. Berkeley California ülikooli kahe Ameerika teadlase tähelepanek paneb selles teoorias kahtluse alla.
2016. aasta veebruaris kuulutasid laserinterferomeetrilise gravitatsioonilaine observatooriumi (LIGO) teadlased astronoomias uue ajastu. Teadlased avastasid esmakordselt prognoositud gravitatsioonilaineid, mille tekitasid kokku põrganud mustad augud. Peale avastuse enda hämmastava olemuse on gravitatsioonilainete avastamine taaselustanud vana teooria, et tumeaine on tuletis massiivsetest astrofüüsikalistest kompaktsetest haloobjektidest (MACHO), ülitihedatest objektidest, mis valgust ei eralda.
Tänapäevaste eelduste kohaselt võib tumeaine moodustada kuni 85 protsenti kogu universumi ainemahust, kuid füüsikud pole seda ainet veel avastanud, nii et nad ei tea, mis see on. Tumeaine olemasolu teema äratas enda ümber aktiivset arutelu pärast seda, kui Ameerika astronoom Vera Rubin 70. aastatel galaktikate pöörlemiskõveraid uurides paljastas lahknevusi galaktikate prognoositud ümmarguse liikumise ja täheldatud liikumise vahel (galaktikate servas olevad tähed peaksid pöörlema aeglasemalt kui need, mis asuvad lähemal galaktikakeskuseni, kuid vaatlused näitasid, et välimise ja sisemise tähe pöörlemiskiirus oli tegelikult sama). Sellest faktist, mida nimetatakse "galaktika pöörlemisprobleemiks", on saanud üks peamisi tõendeid tumeaine olemasolu kohta. Kuid küsimus, kasmis tumeaine on endiselt alles ja jääb lahtiseks.
Järgneva mitme aastakümne jooksul on tumeaine rollile pakutud palju kandidaate. Tänapäeval on kõige populaarsemad sellised osakesed nagu akssioonid või nõrgalt vastastikku toimivad osakesed. MACHO teooriaga mitu aastakümmet varem välja pakutud esemeid (eriti musti auke) peeti aga tumeaine peamiseks allikaks. Selle teooria kohaselt koosneb tumeaine tegelikult barüoniosakestest (tavalise aine osakestest, mida on võimalik näha), mis liiguvad tähtedevahelises ruumis, pole seotud ühegi planeedisüsteemiga ja praktiliselt (või täielikult) ei eralda mingit energiat. Teooria kohaselt võivad MACHO-d tähistada neutronitähti, pruuni kääbuseid, orbplaneete ja ürgseid musti auke, mis ilmusid vahetult pärast Suurt Pauku.
90ndatel läks MACHO objektide teooria moest välja. Teadlased on keskendunud tumeaine allika otsimisele osakestes, kuid hiljutine LIGO avastus on taas huvi mustade aukude vastu nähtava tumeaine võimaliku seletusena.
Kuna MACHO objektid ei eralda teooria kohaselt energiat, on vaatleja jaoks need objektid "tumedad", st nähtamatud. Selle põhjal eeldasid teadlased, et avastavad need gravitatsioonilise mikrolenseerimise abil. See on vaadeldava objekti valguslainete kõveruse nähtus vaatleja suhtes, kuna vaatlusobjekti ja vaatleja vahel paiknevad väga tihedate ja massiivsete objektide väga võimas gravitatsiooniväli. See efekt võib märkimisväärselt suurendada meist kaugel olevate tähtede heledust ja võimaldada meil näha neid objekte, mida tavaliste traditsiooniliste vaatlusmeetoditega näha pole. Gravitatsiooniläätsede rolli võivad mängida näiteks galaktikad, galaktikaparved ja ka mustad augud.
Berkeley California ülikooli füüsikud Miguel Tsumalakraregi ja Urosh Selyak on läbi viinud 740 supernoova plahvatuse - tähtede eriti eredate plahvatuste - andmete keerukad analüüsid, et jälgida ürgsete mustade aukude panust supernoova valguse kõverusse ja võimendusse. Astronoomid kasutavad Supernova plahvatusi sageli universumi kauguste mõõtmiseks, kuna neil objektidel on uskumatu heledus, mis väheneb väga aeglaselt, võimaldades arvutusi. Uuring on avaldatud ajakirjas Physical Review Letters.
Teadlased on eeldanud, et heleduse hälve mitmekümneprotsendiliselt, mis näitab mikrolainestamise mõju mustadele aukudele ja mida seletatakse nähtamatu tumeaine massiga, leitakse vähemalt kaheksast 740 vaadeldud supernoovast. Kuid teadlased pole kunagi leidnud ühtegi kõrvalekallet, mis viitaks mikrolainestumisele mustal august.
Reklaamvideo:
Uuringu tulemused ei välista musti auke kui tumeaine allikaid, kuid piiravad oluliselt nende panust selle mahus Universumis. Arvatakse, et isegi kui mustad augud aitavad kaasa tumeainega seotud nähtustele, on see mitte rohkem kui 40 protsenti. Autorite sõnul on neil juba olemas ja pole veel avaldatud terviklikuma analüüsi tulemusi, mis hõlmas üle 1000 supernoova ja sundis neid seda arvu veelgi vähendama - maksimaalselt 23 protsendini.
“Naaseme taas tavapäraste arutelude juurde. Mis on tume aine? Tundub, et head võimalused on meil otsas. See on väljakutse järgmistele põlvkondadele,”ütleb professor Urog Selyak.
