Zespół naukowców z University of Alabama w Huntsville (UAH), pod kierunkiem dr Sukanyi Chakrabarti, dokonał przełomowego odkrycia, wykorzystując pomiary przyspieszenia grawitacyjnego podwójnych pulsarów do mapowania ciemnej materii w Drodze Mlecznej. To pionierskie podejście ma potencjał, by znacząco zmienić nasze zrozumienie tego tajemniczego składnika wszechświata.

W poprzednich badaniach zespół wykazał, że zwiększając liczbę punktów danych z podwójnych pulsarów, można zmapować pole grawitacyjne Galaktyki. Nowe badania, które zostały opublikowane, pokazują, jak znacząco poprawić te pomiary, angażując także pojedyncze pulsary, które wcześniej nie były wykorzystywane w tej roli.

„W naszym badaniu z 2021 roku koncentrowaliśmy się na paru pulsarów milisekundowych, które krążą wokół siebie, ale większość pulsarów istnieje solo,” wyjaśniła dr Chakrabarti. „Teraz pokazujemy, jak można z powodzeniem wykorzystać pojedyncze pulsary do precyzyjnych pomiarów ciemnej materii.”

Ograniczenie ciemnej materii polega na analizie danych obserwacyjnych, co umożliwia lepsze zrozumienie jej właściwości oraz wpływu na strukturę wszechświata. Badania ujawniają, że w objętości Ziemi może być mniej niż 1 kilogram ciemnej materii, co sprawia, że jest ona znacznie cenniejsza niż złoto.

Ciemna materia, która stanowi około 80% całkowitej masy wszechświata, jest niewidoczna dla naszych ustrojów obserwacyjnych, ponieważ nie oddziałuje ze światłem. Dlatego zrozumienie jej rozkładu i gęstości jest kluczowe dla wszelkich badań dotyczących jej natury.

Niektóre efekty grawitacyjne, takie jak tzw. „chybotań” Galaktyki, związane są z oddziaływaniem Drogi Mlecznej z galaktykami karłowatymi, takimi jak Wielki Obłok Magellana. Te zjawiska prowadzą do asymetrii sił grawitacyjnych w Galaktyce, co badacze uzyskują dzięki pomiarom przyspieszeń pulsarów.

Również badania ujawniają, że zjawisko hamowania magnetycznego, które polega na utracie momentu pędu przez pulsar, może wpływać na dokładność pomiarów. Przełomowe podejście zespołu pozwala na oszacowanie tego spowolnienia z wysoką precyzją, co z kolei umożliwia użycie pojedynczych pulsarów do bardziej szczegółowych obliczeń.

Dr Chakrabarti podkreśla, że nowa technika pomiarowa pozwala na uchwycenie znacznie mniejszych przyspieszeń, co wcześniej nie było możliwe. Dzięki tym osiągnięciom astronomowie zyskują narzędzia nie tylko do rozumienia ciemnej materii, ale także do zbadania wpływu galaktyk karłowatych na ich otoczenie.

To wielki krok w stronę lepszego zrozumienia wszechświata, w którym żyjemy. Jak podkreśla donlon, te badania mogą otworzyć nowe ścieżki i zrewolucjonizować współczesną astrofizykę.