петък, 26 май 2017 г.

Тъмният поток


    Използвайки данни от телескопа WMAP на НАСА, учените са идентифицирали неочаквано движение в отдалечени галактически купове. Те смятат, че причината за това е гравитационното привличане от материята, намираща се отвъд наблюдаемата вселена. "Куповете показват малка, но измерима скорост, която е независима от разширението на вселената и не се променя с увеличаване на разстоянието," казва водещият изследовател Александър Кашлински от центъра за космически полети Годард на НАСА в Грийнбелт. "Никога не сме очаквали да открием нещо подобно."
  Кашлински нарича колективното движение "тъмен поток" в духа на други познати космически мистерии: тъмната енергия и тъмната материя. "Разпределението на материята в наблюдаваната вселена не може да обясни това движение," казва той. Горещият газ в галактическият куп, излъчващ рентгенови лъчи, разпръсква фотони от космическия микровълнов фон. Клъстерите не следват точно разширяването на космоса, така че дължините на вълните на разпръснатите фотони се променят по начин, който отразява индивидуално движението на всеки клъстер. Това води до промени на температурата на микровълновия фон в посоката на клъстера.  Астрономите наричат тази промяна кинематичният ефект на Шунаев-Зелдович. Подобно смущение, познато като термичен ефект на Шунаев-Зелдович, е било наблюдавано в галактически купове още от 80-те години на миналия век, но кинематичната версия е по-малко от 1/10 по сила и не е била засичана в никой куп.
   През 2000 г. Кашлински и Фернандо Атрио-Барандела от университета в Саламанка, Испания, показаха, че астрономите могат по същество да усилят ефекта изолирайки в кинематичен план ефекта на Шунаев-Зелдович. Трикът, установили те, е да се проучи голям брой клъстери. Астрономите се събрали с Дейл Кочевски от университета на Калифорния и Харолд Ебелинг от университета на Хавай за да идентифицират около 700 клъстера излъчващи рентгенови лъчи, които биха могли да бъдат използвани за откриване на фината спектрална смяна. Тази проба включвала обекти отдалечени от нас на 6 милиарда светлинни години - разстояние равно на приблизително половината от наблюдаемата вселена. С използването на каталога от клъстери и 3-годишният оглед на WMAP на микровълновия фон, астрономите откриват група от клъстерни движения със скорост от 3,2 млн км/ч. Клъстерите са се запътили към един 20 градусов участък от небето между съзвездията Кентавър и Вела. Нещо повече, това движение е постоянно на разстояние от поне 1 млрд. светлинни години. "Тъй като тъмният поток вече се простира толкова надалеч, той вероятно се разпростира в цялата видима вселена," казва Кашлински. 
   Откритието лети право в лицето на предвиждания от стандартния космически модел, които описват подобни движения, като намаляващи на все по-големи разстояния. 
   Космолозите гледат на микровълновия фон - проблясък на светлина, излъчена 380 000 години след Големия взрив - като на крайната референтна рамка на вселената. Отнесено към нея, никое мащабно движение не трябва да показва предпочитана посока. 
   Модели на Големия взрив, които включват функция, наречена инфлация, предлагат възможно обяснение за потока. Инфлацията е кратко хипер-разширение в началото на историята на вселената. Ако инфлацията се е случила, тогава вселената, която можем да видим е само малка част от целия космос. Данните от WMAP, получени през 2006 г. поддържат идеята, че вселената е претърпяла инфлация. Кашлински и екипът му предполагат, че техните клъстери отговарят на гравитационното привличане на материята, която е била изхвърлена далеч извън видимата вселена от инфлацията. "Това измерване може да ни даде начин, с който да се проучи състоянието на космоса, преди настъпването на инфлацията," казва той. 
    Следващата стъпка била да се минимизират несигурностите в измерванията. "Нуждаем се от по-точен отчет на това, как горещият милиони градуси газ е разпределен в тези галактики," казва Атрио-Барандела през 2008 г. "Ние сглобяваме още по-голям и задълбочен каталог на излъчващи рентгенови лъчи купове, за да можем да измерим по-добре потока," добавя Ебелинг. През 2010 г. излиза обновеното проучване, което включва 5-годишно наблюдение на микровълновия фон от телескопа WMAP, вместо използваното преди това 3-годишно такова и удвоен брой наблюдавани галактически купове. Екипът също така сортирал каталогът от клъстери в 4 "резена" представляващи различни диапазони от разстояние. Тогава те изследвали предпочитаната посока на движение на клъстерите във всеки "резен". Макар размерът и точното положение на тази посока да показват някои вариации, общите тенденции сред резените проявяват забележително съгласие. "Ние открихме движение по тази ос, но в момента нашите данни не могат да потвърдят дали клъстерите идват или си отиват," казва Кашлински. 

Няма коментари:

Публикуване на коментар