„Ciemny obiekt” wykryty jako anomalne wycięcie w łuku zakrzywionej grawitacyjnie części przestrzeni może być najmniejszą odkrytą dotąd grudką czystej ciemnej materii.
Jeśli tak, stanowiłoby to dalsze potwierdzenie koncepcji zimna ciemna materia i pomoże ograniczyć właściwości cząstek ciemnej materii, ponieważ fizycy i astronomowie nadal poszukują tego, z czego dokładnie zbudowana jest niewidzialna substancja.
„Polowanie na ciemne obiekty, które wydają się nie emitować żadnego światła, jest niewątpliwie wyzwaniem” – powiedział Devon Powell z Instytutu Astrofizyki Maxa Plancka w Niemczech w badaniu oświadczenie.
Odkrycie nastąpiło jako produkt uboczny, gdy naukowcy obserwowali pierścień Einsteina. To najbardziej spektakularna forma soczewkowanie grawitacyjne w którym ciężar obiektu na pierwszym planie — w tym przypadku masywu galaktyka eliptyczna — wypacza przestrzeń. Światło z tła galaktykaniemal idealnie zrównana z galaktyką eliptyczną i naszą linią wzroku, jest soczewkowana w niemal cały pierścień wokół galaktyki na pierwszym planie.
Połączenie możliwości radioteleskopów na całym świecie, w tym europejskiej sieci interferometrycznej o bardzo długiej linii bazowej obejmującej radioteleskopy w Europie, Azji, Republice Południowej Afryki i Portoryko, a także Teleskop Zielonego Banku w Wirginii Zachodniej w USA i Very Long Baseline Array na Hawajach dały astronomom instrument o linii bazowej prawie tak dużej jak Ziemia.
Im większa linia bazowa, tym mniejsze szczegóły można zobaczyć.
Astronomowie pod kierownictwem Johna McKeana z Uniwersytetu w Groningen, Uniwersytetu w Pretorii i Południowoafrykańskiego Obserwatorium Radioastronomicznego oraz Devona Powella z Instytutu Astrofizyki Maxa Plancka w Niemczech starali się uzyskać soczewkowany obraz zwartego obiektu symetrycznego (CSO). Jest to obiekt, na przykład aktywny supermasywna czarna dziuraczyli produkuje stosunkowo małe (poniżej 3200 lata świetlne) płaty emisji radiowej.
Zespołowi udało się zidentyfikować CSO, ale zauważył przy tym coś jeszcze bardziej kuszącego. Dane należało przeanalizować za pomocą algorytmów działających na superkomputerach, które mogą wygenerować „obraz grawitacyjny”, który w istocie przedstawia mapę lokalizacji grawitacji. Dokładna analiza obrazu grawitacyjnego ujawniła coś zaskakującego: wycięcie w łuku emisji radiowej należącej do CSO i jej galaktyki macierzystej. To nacięcie może wytworzyć jedynie inny obiekt znajdujący się pomiędzy galaktykami tła i pierwszego planu, o masie milion razy większej od naszej słoneczny.
Istnieją dwa wyjaśnienia. Po pierwsze, jest to nieaktywna galaktyka karłowata, a po drugie, biorąc pod uwagę, że obiekt wydaje się całkowicie ciemny, jest to stosunkowo niewielka grudka ciemnej materii: najmniejsza kiedykolwiek widziana sama w sobie, 100-krotnie, znajdująca się 10 miliardów lat świetlnych od nas.
„Biorąc pod uwagę czułość naszych danych, spodziewaliśmy się znaleźć co najmniej jeden ciemny obiekt, więc nasze odkrycie jest zgodne z tak zwaną teorią zimnej ciemnej materii, na której opiera się większość naszej wiedzy na temat powstawania galaktyk” – powiedział Powell. „Po znalezieniu jednego, pytanie brzmi teraz, czy uda nam się znaleźć więcej i czy liczby będą zgodne z modelami”.
Wiodącym modelem ciemnej materii jest zimna ciemna materia, która zakłada, że składa się ona z cząstek o niskiej energii, które mogą zlepiać się dzięki wzajemnej grawitacji. Gdyby ciemna materia była „gorąca”, czyli bogata w energię, nie byłaby zdolna do zlepiania się, ponieważ wszystkie jej cząsteczki poruszałyby się w przestrzeni z prędkością prawie prędkość światłatak jak neutrina Do.
Zawsze pojawiało się pytanie, jak małe mogą stać się grudki zimnej ciemnej materii? I czy małe skupiska ciemnej materii mogą istnieć bez formowania się? gwiazdy w nich? Rozmiar najmniejszych skupisk ciemnej materii może zatem nakładać ograniczenia na właściwości cząstek ciemnej materii.
„Znalezienie obiektów o małej masie, takich jak ten, ma kluczowe znaczenie dla poznania natury ciemnej materii” – powiedział członek zespołu Chris Fassnacht z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis.
Wyniki opisano w dwóch artykułach, jeden w Astronomia Przyrodnicza omawianie ciemnego obiektu i jeden w Miesięczne powiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego skupiając się na GUS.
