Kui kiiresti tumedat ainet orbiidil maa peal? Selle kiiruse kindlaksmääramine mõjutab kaasaegseid astrofüüsilisi uuringuid. Esimest korda suutsid teadlased probleemi lahendada, vaadates galaktika kõige vanemaid tähti.
Vana tähed toimivad nähtamatute tumedate ainete nähtavate kiirusmõõturitena, määrates kiiruse jaotuse Maa lähedal. Tume materjal ei ole nähtav, sest see ei kiirusta valgust, seega peate selle uurimiseks pöörduma teiste objektide poole.
Et määrata, millal tähed käituvad nagu nähtamatud ja tuvastamatud tumeda aine osakesed, kasutasid teadlased arvutimudelit. Hüpoteesiks oli, et on olemas teatud tähtede alamhulk, mis mingil põhjusel vastavad tumeda aine liikumisele.
Idee testimiseks pidime looma suure hulga graafikuid ja võrdlema tumeda aine erinevaid omadusi tähtede erinevate alamhulkade omadustega. Läbimurre juhtus, kui võrrelda esimest kategooriat objektide erineva metallilisusega. Tuleb välja, et tumeda materjali kõver on täiuslikult ühendatud tähtedega, kus on kõige vähem raskemetalle.
Metallilisus võib olla tähemärgiks, kuna metallide ja teiste raskete elementide moodustumine supernovates ja neutronitähtkujulistes sulandites. Väikese galaktikaga, mis on seotud Linnutee-ga, on nende raskete elementide arv tavaliselt suhteliselt väiksem.
Miks on see oluline?
Nad püüavad leida tumedaid aineid alates 2009. aastast. Selleks pandi väga sügavale väga tihe materjal (sageli ksenoon) ja ootas, et kontakti kinnitamiseks pimedaks aineks planeet lekib. Kuid see on keeruline protsess. Kui tumeda aine osakesi on vähem tuumast, siis viimane ei liigu palju kokkupõrkes, mis tähendab, et tulemust ei täheldata.
Seetõttu on oluline tumeda aine kiiruse piiramine. Kui selle osakesed on aeglased ja kerged, siis on neil piisavalt kineetilist energiat, et eemaldada ainete tuumad. Aga kui kiirus on suurem, siis on tagastamine suurem.
Seetõttu otsustas uus uuring kasutada kiirust, mis aitab mõista, miks otsese avastamise katsed ei ole veel andnud tulemusi. Teadlased ootavad uut teavet Gaia ESA teleskoopilt, mis on alates 2014. aastast piimatee vaatamas. Seni on nad avaldanud ainult väikese tähtede alamhulga kohta teavet, kuid täielik komplekt sisaldab teavet umbes miljardi objekti kohta.
