Naukowcy chcą wykorzystać pulsary — czyli szybko wirujące gwiazdy neutronowe — w roli "kosmicznych zegarów" do badania ciemnej energii, jednej z największych zagadek wszechświata. Pulsary powstają, gdy umierają masywne gwiazdy — ich charakterystyka powoduje, że znajdują się one w centrum zainteresowania badaczy, którzy chcą rozwikłać zagadki dotyczące ciemnej materii.
Naukowców szczególnie interesują pulsary milisekundowe, które mogą obracać się setki razy na sekundę i emitować wiązki promieniowania elektromagnetycznego. Działają odrobinę, jak "kosmiczne latarnie morskie", pulsują z niezwykłą regularnością i sprawia to, że mogą być wykorzystywane jako bardzo precyzyjne zegary do pomiaru zaburzeń grawitacji w czasoprzestrzeni.
Polecamy na Geekweek: Ogromne tajemnicze obiekty odkryte w kosmosie. Nie wiadomo czym są
Pulsary milisekundowe mogą być zgrupowane w swego rodzaju "tablice", które mierzą zmiany w czasie z dokładnością do nanosekund. Dzięki temu możliwe będzie wykrycie wpływu ciemnej materii na czasoprzestrzeń. Ziemia korzysta z zegarów atomowych, natomiast w kosmosie rolę tę mogą pełnić pulsary.
Ciemna materia jest niewidoczna i nie oddziałuje bezpośrednio ze światłem ani ze "zwykłą" materią, co sprawia, że jej wykrycie jest niezwykle trudne. Wiadomo jednak, że ma ona wpływ na grawitację, co można wykryć. W badaniu przeanalizowano dane zebrane z 65 pulsarów w Parkes Pulsar Timing Array i zaobserwowano około 12 incydentów sugerujących aberracje w czasie, co wskazuje na istnienie niewidzialnych mas, które mogą być "skupiskami" ciemnej materii.
Ów efekt to soczewkowanie grawitacyjne — polega na tym, że masywne obiekty zakrzywiają czasoprzestrzeń, a światło przechodzące przez te "zakrzywienia" zmienia swoją trajektorię i czas podróży do obserwatora. Zaobserwowano ponadto opóźnienia w sygnałach radiowych z pulsarów, co jasno wskazuje, że przechodzą one przez obszary z niewidzialną koncentracją masy. Wspomniane zniekształcenia czasoprzestrzeni mogą być spowodowane przez ciemną materię.
Badania wykazały, że nawet niewielkie zmiany masy mogą powodować opóźnienia w sygnałach pulsarów. Na przykład: ciało o masie Słońca mogłoby spowodować opóźnienie o 10 mikrosekund, natomiast zmiany, które jesteśmy w stanie zaobserwować, są nawet 10 000 razy mniejsze. Na podstawie tychże aberracji jesteśmy w stanie określić, że w przestrzeni znajduje się coś, co oddziałuje na inne obiekty (oraz przestrzeń i czas same w sobie) poprzez grawitację. Pierwszym podejrzanym jest rzecz jasna ciemna materia.
Tym samym uzyskuje nowe możliwości obserwowania efektów istnienia ciemnej materii — ale nie tylko. Pomagają nam również w poprawie precyzji danych z Parkes Pulsar Timing Array. Identyfikacja i usunięcie zakłóceń powodowanych przez ciemną materię są w stanie uczynić nasze poszukiwania fal grawitacyjnych pochodzących z odległych fuzji czarnych dziur czy nawet z pierwotnych fal grawitacyjnych pozostałych po Wielkim Wybuchu bardziej efektywnymi.
Wyniki badań zespołu badawczego zostały zaprezentowane w trakcie National Astronomy Meeting 2024 na Uniwersytecie w Hull — tam dosyć sporo czasu poświęcono właśnie ciemnej materii.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
