Pemerhatian penggabungan galaksi kerdil menggunakan LISA observatorium graviti yang mengorbit akan membantu ahli astronomi memahami sama ada wujud benda gelap yang berat dan sifat apa yang ada. Artikel oleh ahli fizik teori diterbitkan dalam surat jurnal Astrophysical.
Kami telah menunjukkan bahawa kekerapan penggabungan antara galaksi kerdil dan lubang hitam di pusat mereka secara langsung akan bergantung pada seberapa banyak bahan gelap yang ada di dalamnya. Ahli teori hari ini percaya bahawa mesti ada banyak, itulah sebabnya kita lama-lama mengesyaki bahawa ia akan mempengaruhi sifat kosmologi mereka,”kata Lucio Mayer dari University of Zurich (Switzerland).
Benang-benang alam semesta
Sejak sekian lama, para saintis percaya bahawa Alam Semesta terdiri daripada perkara yang kita lihat dan yang menjadi asas bagi semua bintang, lubang hitam, nebula, kelompok debu dan planet. Tetapi pemerhatian pertama mengenai kelajuan bintang di galaksi berdekatan menunjukkan bahawa bintang-bintang di pinggiran bergerak dengan kelajuan yang sangat tinggi, kira-kira sepuluh kali lebih tinggi daripada pengiraan berdasarkan jisim semua bintang yang ditunjukkan.
Sebabnya, menurut para saintis hari ini, adalah perkara gelap yang disebut - bahan misteri, yang menyumbang sekitar 75% jisim jirim di Alam Semesta. Biasanya, setiap galaksi mempunyai kira-kira lapan hingga sepuluh kali lebih banyak bahan gelap daripada sepupunya yang kelihatan, dan benda gelap ini menahan bintang di tempat dan menghalangnya daripada berselerak.
Pencarian yang tidak berjaya untuk jejak bahan gelap di Bumi, seperti yang dinyatakan oleh Meyer, membuat banyak saintis meragui bahawa ia wujud secara prinsip atau bahawa ia terdiri daripada zarah superheavy dan "sejuk" - "WIMPs" yang tidak menampakkan diri dengan cara lain selain menarik kelompok yang kelihatan perkara.
Mayer dan rakan-rakannya merenungkan di mana dan bagaimana jejak bentuk gelap yang paling "boleh dipercayai" dapat dijumpai. Perhatian mereka ditarik ke objek yang teori ramalan kosmologi konvensional harus terdiri hampir keseluruhan dari bahan ini - galaksi kerdil paling redup.
Video promosi:
Ruang "pengadun"
Para saintis telah membuat model komputer dengan "bintang besar" seperti itu, yang memungkinkan mereka mendorongnya terhadap satu sama lain dan objek lain, serta mengubah nisbah jisim jirim dan gelap, serta penyebarannya di seluruh galaksi.
Pengiraan ini secara tidak dijangka menunjukkan bahawa tingkah laku lubang hitam pusat pada galaksi seperti itu, dan juga kekerapan penggabungannya, akan sangat bergantung pada kehadiran bahan gelap dan salah satu sifat khasnya - berapa ketumpatannya berbeza di pinggir dan pusat kerdil ini.
Ternyata lubang hitam dapat saling mendekati, membentuk pasangan yang rapat dan hanya bergabung dalam kes-kes tersebut sekiranya bahan gelap disebarkan secara tidak rata ke atas galaksi seperti itu. Oleh itu, memerhatikan kekerapan penggabungan mereka dapat memberitahu kita bagaimana jirim gelap disebarkan ke seluruh Alam Semesta dan adakah ia wujud secara prinsip.
Bagaimana mengira "kemalangan kosmik" seperti itu? Lubang hitam supermasif yang mengorbit jarak dekat akan mengeluarkan gelombang graviti frekuensi yang sangat rendah. Mereka tidak dapat dilihat dengan teleskop darat, tetapi dapat dilihat oleh LISA observatorium graviti yang mengorbit, yang pembinaannya akan bermula pada separuh kedua tahun 2020.
Ini adalah sekumpulan tiga satelit yang mesti mengesan turun naik dalam ruang-waktu, dengan memerhatikan bagaimana gelombang gravitasi memesongkan jalur sinar laser yang menghubungkan ketiga-tiga peranti LISA.
Meyer dan rakan-rakannya berharap agar pemerhatian LISA dapat membantu para saintis mengesahkan adanya bahan gelap dan teori-teori yang menggambarkan strukturnya semakin dekat untuk menyelesaikan misteri kehidupan alam semesta.
