Sukanya Chakrabarti, Pei-Ling Chan, Huntsville’deki (UAH) Alabama Üniversitesi’nde Bilim Koleji’nde başkanlık etti ve ekibi yeni bir makale yayınladı. Arxiv İlk kez kendi galaksimizde karanlık bir maddenin yarısının özelliklerini kısıtlamak için ikili ve yalnız pulsar kullanan preprint sunucusu.
Halos, daha büyük bir karanlık madde halo içinde bulunan daha küçük karanlık madde kümeleridir-sadece yerçekimi etkileriyle bilinen galaksileri ve galaksi kümelerini çevreleyen görünmez maddenin bölgeleri.
Chakrabarti, “Galaksiyi bir cupcake olarak hayal edin ve karanlık madde sub-balos cupcake’nin üstündeki çikolata parçaları gibidir.” “Galaksi-çikolata parçaları olmadan-oldukça pürüzsüz görünüyor. Karanlık madde alt-haloları, şimdi tespit edebileceğimiz pürüzsüz galaktik bileşenin üzerine ek bir sinyal katıyor.”
Araştırma, Alabama Üniversitesi sisteminin bir parçası olan UAH’da daha önceki çalışmalara dayanıyor ve bu gizemli maddenin ne kadarının Samanyolu ve nerede bulunduğunu belirlemeye yardımcı oluyor.
Araştırmacı, “Pulsar ivmasyonlarını kullanma konusundaki temel hedefimiz her zaman karanlık maddenin doğasını anlamaktı. Bu karanlık alt-halolar karanlık madde modellerinin linçpini ve şimdi onları bulmanın bir yolumuz olduğunu düşünüyoruz.” Diyerek şöyle devam etti: “Bu karanlık maddenin kütlesini belirlediğimiz, önceki herhangi bir yöntemden çok daha kesin.”
Galaksilerin inşa edildiği temel yapı olarak düşünülen karanlık madde haleleri, galaksi oluşumunu ve evrimi anlamak için önemlidir. Evrendeki mevcut yapı oluşumu teorisi, Samanyolu gibi galaksilerde karanlık madde sub-halosunun bol olması gerektiğini öngörüyor, ancak onları bulmak zor oldu.
Chakrabarti, “Yerelleştirmemiz üç koordinatın hepsinde de oldukça iyi ve gelecekteki ivme ölçümleri kitle önemini daha da artıracak.” Diyor. “Her durumda, daha önce yapılan her şeyden daha kesin.”
“Yerelleştirme”, karanlık madde etkilerinin daha belirgin olduğu daha büyük bir yapı içindeki belirli bölgelerin tanımlanmasını ifade eder. Konsept, potansiyel karanlık madde etkileşimlerini arka plan gürültüsünden ayırmak ve karanlık maddenin düzenli madde ile nasıl etkileşime girdiğini ve evreni şekillendirdiğini anlamak için çok önemlidir.
Çalışmaya göre, bu özellikler, “ilk kez, ikili pulsarların hızlanma alanındaki aşırı, ilişkili gücü analiz ederek”, gözlemlenen ivmelerin Newton yerçekimi ve bilinen astrofizik kaynaklara dayalı olarak beklenenden sapan bir patern sergilediği bir fenomen ile elde edilir.
Araştırmacı, “‘Fazla’ güç temelde cupcake’den öne çıkan çikolata parçaları-subalos-” diyor. “Güçle ivme sinyaline atıfta bulunuyoruz-karanlık madde sub-haloları, şimdi tespit edebileceğimiz pürüzsüz galaktik bileşenin üzerine ek bir sinyal katıyor.
“‘İlişkili’ ile kastettiğimiz şey, sinyalin pulsar çiftleri tarafından yaşanmasıdır. Bu, aşırı bir sinyalin tek başına bir pulsar tarafından deneyimlenmesini gerektiren daha katı bir gereksinimdir.”
Bu tür araştırmaların ilerletilmesi, kesin ikili pulsar hızlanma verilerinin mevcudiyetine bağlıdır.
Chakrabarti, “2021’deki ilk çalışmamızda, bunu yapmak için yeterli pulsar yoktu – sadece potansiyelin pürüzsüz bileşenini ölçebilirdik.” Bir galaksideki pürüzsüz bileşenler, bir galaksinin halo içindeki karanlık maddenin büyük ölçüde rahatsız edilmemiş bir dağılımını sunan yıldızların ve gazın nispeten eşit ve dağınık bir dağılımına sahiptir.
Araştırmacı, “Ancak örneğimiz büyümeye devam ettikçe, yakında bu karanlık madde kümelerini doğrudan ölçebileceğimiz anlaşıldı. Gelecekte daha hassas gözlemler elde ettikçe, bu analizi güneş mahallesinin çok ötesinde karanlık madde bulmak için bu analizi yapabileceğiz.” “Nihayetinde, gelecekteki bu gözlemler karanlık madde modelleri arasında ayrım yapmamıza izin verecektir.”
Alt yapıyı karakterize etmek, karanlık maddenin doğasını anlamanın ve sonuçta sabitlemenin anahtarıdır, çünkü çeşitli modeller bu kümelerin dağıtıldığı konusunda farklıdır. Bu tür ilerlemeler, diğer karanlık madde modellerini destekleme vaadine sahiptir.
Geleceğe baktığımızda, Chakrabarti ve meslektaşları, bu çalışmanın sonunda evrenin büyük gizemlerinden birini aydınlatmaya yönelik önemli bir adım olduğunu gösterdiler.
“Bir sonraki adım, hassas ivmeölçer örneklerimizi arttırmaktır, böylece daha fazla tespit elde edebilmemiz için-bu da daha hassas olan-karanlık madde altı sarmal madde” diyor. Diyerek şöyle devam etti: “Bu sonuçta karanlık madde modelleri arasında açıkça ayrım yapmamızı ve astronomideki olağanüstü sorunlardan biri olan ve geçen yüzyılda olan karanlık maddenin doğasını belirlememizi sağlayacak.”
