A sötét anyag első felvétele

A Nature egyik cikke az Univerzum tömegének nagy részét alkotó sötét anyag első észleléséről számol be.

A kép közepén látható vörös folt lenne a MACHO, amely 1993-ban felerősítette a kék háttércsillag fényét (fotó: WFPC2, HST). Mivel azóta 0,134 ívmásodperccel elmozdult, lehetővé vált a két objektum szétbontása a HST felvételein

A jelenleg széles körben elfogadott kozmológiai modellek szerint az Univerzum anyagának 90-99 százaléka nem látható formában, úgynevezett sötét anyagként van jelen. Ez hordozza azt a hiányzó tömeget, amelynek gravitációja a galaxisok és galaxishalmazok anyagának együtt tartásához szükséges. A sötét anyag természete egyelőre rejtély a kutatók előtt, de valószínűleg több formában létezik. Ide tartozhat minden, amit jelenlegi műszereinkkel nem tudunk érzékelni: fekete lyukak, kiégett csillagroncsok, bolygók stb. Egyesek szerint nem csillagászati objektumok, hanem részecskék (pl. neutrínók) hordozzák a hiányzó tömeget.

A Nature legújabb számában megjelent beszámoló szerint lehetséges, hogy most először közvetlenül sikerült észlelni a sötét anyag egy bizonyos típusú objektumát. Mivel a sötét anyag - lényegéből fakadóan - nem bocsát ki sugárzást, csak gravitációs hatása alapján lehetséges észlelni.

Ez először 1993-ban sikerült, amikor egy ún. MACHO (Massive Compact Halo Object, lásd a cikk második felében) áthaladt egy háttércsillag előtt, s gravitációs hatásánál fogva a Föld felé fókuszálta annak fényét. Ez a háttércsillag fényességének átmeneti megnövekedésében mutatkozott meg (ún. gravitációs mikrolencse-hatás).

A Nature cikke most arról számol be, hogy egy 25 kutatóból álló nemzetközi csillagászcsoport a korábbi adatokat a Hubble-űrtávcső és a Very Large Telescope rendszer hat évvel később készített képeivel, illetve színképelemzéseivel vetette össze. Ezek alapján az 1993-as MACHO egy kis méretű, halvány törpecsillag, amelynek átmérője Napunkénak kb. egytizede. 600 fényévnyi távolságban, s érdekes módon a Tejútrendszer korongjában található.

Az "őrült projekt": a MACHO-program

A MACHO-program célja, hogy saját galaxisunk, a Tejútrendszer korongja körüli gömb alakú térrészben, az úgynevezett halóban olyan objektumokat keressen, amelyekben a sötét anyag egy része összpontosulhat (Massive Compact Halo Objects). Ezeket az égitesteket az úgynevezett mikrolencse-hatás révén figyelhetnénk meg, amely a galaxishalmazok esetében már jól ismert gravitációslencse-hatás kisebb léptékű megfelelője. A 10 éve indult, egyesek által csak "őrült projektnek" nevezett program keretében kb. 65 millió (!) csillagot figyelnek folyamatosan a Kis- és a Nagy Magellán-felhőben, a Tejútrendszer két legnagyobb kísérőgalaxisában. A csillagok fényében bekövetkező bizonyos típusú hirtelen változások arra utalhatnak, hogy a csillag és a Föld között egy MACHO-objektum haladt át. Az objektum gravitációs ereje felénk fókuszálja és felerősíti a csillagfényt, így a csillag látszólag kifényesedik.

Becslések szerint a Tejútrendszerben kb. 400 milliárd MACHO-objektrum van, vagyis legalább kétszer annyi, mint ahány csillag. Együttes tömegük a Tejútrendszer teljes tömegének felét teheti ki. Nem tisztázott, hogy ilyen objektumok felelősek-e a galaxisok közötti tér hiányzó tömegéért, így korai lenne kijelenteni, hogy az előbbi arányok az egész Univerzumra igazak.

Ajánlat:

First Image and Spectrum of a Dark Matter Object
További angol nyelvű információk az Európai Déli Obszervatórium (ESO) honlapján.

A MACHO Projekt honlapja