_ Cercetătorii care folosesc măsurători pulsare pentru a sonda Descoperirea materiei întunecate Galaxia Calea Lactee este foarte dinamică

Materia întunecată cuprinde mai mult de 80% din toată materia din cosmos, dar este invizibilă pentru observația convențională, deoarece se pare că nu interacționează cu lumina sau câmpurile electromagnetice. Acum, dr. Sukanya Chakrabarti, catedra dotată Pei-Ling Chan la Colegiul de Științe de la Universitatea din Alabama din Huntsville (UAH), împreună cu autorul principal, Dr. Tom Donlon, un asociat postdoctoral UAH, au scris o lucrare pentru a ajuta la iluminarea cât de multă materie întunecată există în galaxia noastră și unde se află ea, studiind accelerația gravitațională a pulsarilor binari.

Chakrabarti a ținut o discuție în plen despre această lucrare și alte metode de măsurare a accelerațiilor galactice la cea de-a 243-a întâlnire a Societatea Americană de Astronomie din New Orleans în ianuarie. Descoperirile sunt, de asemenea, postate pe serverul de preprintare arXiv.

Pulsarii sunt stele neutronice care se rotesc rapid, care emit impulsuri de radiație la intervale regulate, de la secunde la milisecunde. Un pulsar binar este un pulsar cu un însoțitor care le permite fizicienilor să testeze relativitatea generală din cauza câmpurilor gravitaționale puternice care însoțesc aceste obiecte. „Pulsarii sunt ceasuri galactice fantastice care au o stabilitate temporală care rivalizează cu ceasurile atomice”, explică Chakrabarti.

„Pulsarii au fost folosiți de zeci de ani în teste de precizie ale teoriei relativității generale. Le folosim direct Măsurăm micile accelerații ale stelelor care trăiesc în potențialul gravitațional al galaxiei noastre. Aceste accelerații sunt de numai aproximativ 10 centimetri pe secundă pe parcursul unui deceniu, sau aproximativ viteza unui bebeluș care se târăște, motiv pentru care a fost dificil să măsori aceste mici schimbări anterior. . Datele de sincronizare a pulsarilor de la instalații precum NANOGrav și alte instalații de sincronizare a pulsarilor au făcut măsurătorile fezabile.”

NANOGrav, sau Observatorul nord-american de nanoherți pentru undele gravitaționale, este un consorțiu de astronomi care detectează undele gravitaționale folosind Telescopul Green Bank, Observatorul Arecibo, Very Large Array și experimentul canadian de cartografiere a intensității hidrogenului.

„Obținând măsurători de extremă precizie ale accelerațiilor, avem acum cea mai directă sondă a potențialului gravitațional al galaxie dincolo de ceea ce s-a făcut în astronomie în ultimul secol”, notează Chakrabarti. „Există acum multe linii independente de dovezi care arată că galaxia a avut de fapt o istorie foarte dinamică. Analiza lui Tom a eșantionului mai mare de sincronizare a pulsarilor arată în mod direct, pentru prima dată, că galaxia a fost perturbată de interacțiuni dinamice, cum ar fi trecerea unui pitic. galaxii."

Obținerea unui model precis al potențialului gravitațional al galaxiei cauzat de materia întunecată este ceva asemănător numărării ondulațiilor de pe un iaz după ce piatra este aruncată.

"Am folosit fiecare pulsar. am putea obține, atâta timp cât ar avea toate măsurătorile de care avem nevoie", spune autorul principal Donlon. „Pentru a măsura o accelerație de la un pulsar, ei trebuie să fie într-un sistem binar stabil. De asemenea, trebuie să știi cât de departe este pulsarul, mișcarea lui pe cer și detalii despre orbita lui; toate aceste lucruri necesită o precizie extrem de precisă. măsurători care necesită ani de observații! Pe măsură ce timpul trece, ar trebui să avem mai mulți pulsari pe care îi putem folosi pentru studii viitoare.”

Donlon raportează că există două moduri principale prin care aceste accelerații ne ajută să învățăm despre univers. „Primul, este că pulsarii binari emit unde gravitaționale, care fac ca orbitele lor să se micșoreze în timp și, în cele din urmă, cele două obiecte se ciocnesc unul de celălalt. Deoarece câmpul gravitațional este foarte puternic în acest tip de sistem, iar măsurătorile de sincronizare a pulsarilor sunt foarte precise, este posibil să se testeze predicțiile făcute de relativitatea generală față de decăderea observată a orbitei pulsarului.

„A doua cale este prin testele de materie întunecată. Materia întunecată nu poate fi văzută, dar totuși interacționează cu materia obișnuită prin gravitație și acea gravitație suplimentară provoacă accelerații asupra acestor pul-SARS. Prin compararea Accelerațiile pe care le vedem de fapt odată cu accelerațiile pe care ne așteptăm să le obținem doar de la materia normală, ne putem da seama câtă materie întunecată există și unde se află.”

Privindu-ne spre viitorul acestei cercetări, concluzionează Donlon. , „Putem planifica experimente care necesită mult mai mulți pulsari, ceea ce va deveni posibil pe măsură ce obținem mai multe măsurători de sincronizare a pulsarilor. Pe măsură ce numărul de puncte de date crește, vom putea să cartografiam câmpul gravitațional al galaxiei noastre cu o precizie incredibilă, inclusiv lucruri ca oricare. pâlcuri de materie întunecată.”

(Fluierul)