Qaranlıq Maddə Sirri: Cırtdan Qalaktikalar Açar Ola Bilər

Qaranlıq Maddə Sirrinin Yeni Pərdəsi Aralanır

Qaranlıq Maddə bu gün astronomların və kosmoloqların qarşılaşdığı ən böyük sirlərdən biridir. Bu nəzəri kütlə 1960-cı illərdə qalaktikaların fırlanma əyrilərini izah etmək üçün irəli sürülmüşdü. Həmin əyrilər qalaktikaların ulduz populyasiyalarının göstərdiyindən daha böyük kütləyə malik olduğunu ortaya qoyurdu. On illər boyu davam edən araşdırmalara və müşahidələrə baxmayaraq, elm adamları hələ də bu sirli, görünməz kütlənin birbaşa sübutunu və ya onun nədən ibarət olduğunu tapa bilməyiblər. Zəif qarşılıqlı təsirdə olan nəhəng hissəciklərdən (WIMP) tutmuş, həddindən artıq aşağı kütləli hissəciklərə (aksionlar) qədər bir çox nəzəriyyə mövcuddur.

Kiçik Qalaktikaların Gizli Çəkisi

Xoşbəxtlikdən, astronomiya sahəsində sərhədlərin daim genişləndiyi və yeni kəşflərin edildiyi bir dövrdə yaşayırıq. Bu yaxınlarda aparılan bir araşdırmada, Potsdam Leibniz Astrofizika İnstitutunun (AIP) rəhbərlik etdiyi beynəlxalq tədqiqatçı qrupu, Kainatın ən kiçik və zəif 12 cırtdan qalaktikalarının ulduz sürətlərini təhlil edərək bu onilliklərdir davam edən mübahisəyə aydınlıq gətirdi. Komanda, bu qalaktikaların daxili qravitasiya sahələrinin yalnız görünən maddə ilə izah edilə bilməyəcəyini aşkar etdi ki, bu da Qaranlıq Maddə lehinə olan dəlilləri daha da gücləndirdi.

Araşdırma qrupuna AIP tədqiqatçıları rəhbərlik edirdi və tərkibində Potsdam Universitetinin Fizika və Astronomiya İnstitutu, Surrey Universiteti, Bath Universiteti, Nankin Universitetinin Astronomiya və Kosmos Elmləri Məktəbi, Portu Universitetinin Astrofizika və Kosmos Elmləri İnstitutu, Leiden Universitetinin Leiden Rəsədxanası və Lund Universitetinin Lund Rəsədxanasının üzvləri də yer alırdı. Onların tapıntılarını təsvir edən məqalə bu yaxınlarda "Astronomy & Astrophysics" jurnalında dərc olunub.

MOND Nəzəriyyəsinin Çətinlikləri

Onilliklərdir ki, elm adamları Qaranlıq Maddənin (DM) mövcudluğunu müzakirə edirlər. Bir tərəfdən, onun mövcudluğu müşahidələrdən və qravitasiya haqqındakı biliklərimizdən (Albert Eynşteynin Ümumi nisbilik nəzəriyyəsi ilə təsvir edilən) irəli sürülür. Digər tərəfdən, birbaşa dəlillərin olmaması Modified Newtonian Dynamics (MOND) kimi alternativ nəzəriyyələrə yol açmışdır. Bu nəzəriyyə 1980-ci illərdə ortaya çıxmış və qravitasiya qanunlarının çox aşağı sürətlənmələrdə (yəni, çox böyük məsafə ölçülərində) dəyişdiyini iddia edir.

Astronomlar uzun müddət qalaktikanın tərkibindəki görünən (barion) maddə miqdarı ilə onun tətbiq etdiyi qravitasiya qüvvəsi arasında sadə bir əlaqənin olduğunu düşünürdülər ki, bu da Radial Sürətlənmə Əlaqəsi (RAR) kimi tanınır. Bu nəzəriyyə böyük sistemlərə tətbiq oluna bilsə də, yeni araşdırma onun ən kiçik qalaktikalarda pozulduğunu göstərir. 12 cırtdan qalaktikaları araşdırarkən və onların kütlə paylanmasını təxmin edərkən, MOND proqnozlarının müşahidə olunan davranışı təkrarlaya bilmədiyi aşkar edildi ki, bu da onların qravitasiya sahələrinin yalnız görünən maddə ilə izah edilə bilməyəcəyini sübut etdi.

Simulyasiyalar Qaranlıq Maddəni Dəstəkləyir

Daha sonra, tədqiqatçılar öz nəticələrini DiRAC Milli Superkompüter sistemindən istifadə edərək qalaktikaların ətrafında Qaranlıq Maddə halələrinin mövcudluğunu fərz edən nəzəri modellərlə müqayisə etdilər. Bu simulyasiyaların nəticələri cırtdan qalaktikalarının müşahidə olunan davranışı ilə daha yaxşı uyğunluq təmin etdi. AIP-də doktorant və tədqiqatın aparıcı müəllifi Mariana Julio qeyd edir:

"Ən kiçik cırtdan qalaktikalar uzun müddət MOND proqnozları ilə gərginlikdə olub, lakin fərq ölçmə qeyri-müəyyənlikləri və ya MOND nəzəriyyəsini uyğunlaşdırmaqla izah edilə bilərdi. İlk dəfə olaraq, ən zəif qalaktikalarda ulduzların qravitasiya sürətlənməsini müxtəlif radiuslarda həll edərək, onların daxili dinamikasını ətraflı şəkildə ortaya çıxara bildik. Həm müşahidələr, həm də EDGE simulyasiyalarımız göstərir ki, onların qravitasiya sahəsi yalnız görünən maddə ilə müəyyən edilə bilməz, bu da modifikasiya olunmuş qravitasiya proqnozlarına ziddir. Bu tapıntı Qaranlıq Maddəyə olan ehtiyacı gücləndirir və bizi onun təbiətini anlamağa daha da yaxınlaşdırır."

Gələcək Araşdırmalar Və Perspektivlər

Bu araşdırma daha dəqiq və dərindən təhlil təqdim edərək RAR paradiqmasını çağırışa çevirir, astronomlara cırtdan qalaktikalarının radius üzrə həll olunmuş profillərini düzgün şəkildə təxmin etməyə imkan verir. Onlar həmçinin astronomların cırtdan qalaktikalar haqqında şübhələndiklərini və onların daha böyük analoqlarının gözləntilərinə necə uyğun gəlmədiklərini təsdiqləyirlər. Surrey Universitetinin professoru və həmmüəllif Justin Read bildirir:

"Yeni məlumatlar və modelləşdirmə üsulları bizə qravitasiya sahəsini indiyə qədər olduğundan daha kiçik miqyaslarda xəritələşdirməyə imkan verir və bu, Kainatın kütləsinin əksəriyyətini təşkil edən qəribə, görünməz maddə haqqında yeni anlayışlar verir. Nəticələrimiz göstərir ki, ən kiçik qalaktikalarda qravitasiya sahəsinin gücünü müəyyən etmək üçün yalnız gördüklərimizə əsaslanan kifayət qədər məlumat yoxdur. Bu nəticə, əgər bu qalaktikalar görünməz Qaranlıq Maddə haləsi ilə əhatə olunubsa, izah edilə bilər, çünki Qaranlıq Maddə 'itkin məlumatı' kodlayır. Lakin MOND nəzəriyyələri – ən azı indiyə qədər irəli sürülənlər – qravitasiya sahəsinin yalnız gördüklərimizlə müəyyən edilməsini tələb edir. Bu isə işləmir."

Tapıntılar Qaranlıq Maddə haqqında açıq qalan sualları (məsələn, onun nədən ibarət olduğunu) cavablandırmasa da, alternativ izahatları istisna etməyə kömək etməklə axtarışı daraldır. Daha zəif və daha uzaq qalaktikaları hədəf alan gələcək müşahidələr axtarışı daha da daraldacaq və elm adamları Qaranlıq Maddənin xarici aləmdə gördüklərimizin ən ehtimal olunan izahı olduğuna əminliklə irəliləyəcəklər.

24 saat