Konrád, Zelmira, Anzelm2021. április 21., szerda
Föld

Végső bizonyíték a sötét anyag létezésére?

2004.03.26.Admin
National Geographic Magyarország

Másodpercenként 300 kilométeres sebességgel mozgó sötét anyag részecskeáramlat folyik végig Földünkön – állítják amerikai tudósok. Az áramlat a szomszédos Sagittarius törpe galaxis felől érkezik, amelyet Tejútrendszerünk fokozatosan bekebelez. A jelenség igazolása komoly áttörést jelenthet a sötét anyag kutatásában.

A világon közel 20 fizikus csoport igyekszik a rejtélyes sötét anyag részecskék, az úgynevezett WIMP-ek jelenlétét igazolni. Az amerikai University of Utah fizikusainak most elképzelhető, hogy sikerül.

Az egyetem kutatói 1998-ban azt állították, hogy egy Olaszországban épített detektor segítségével sikerült a Tejútrendszer körüli sötét anyag részecskék létezését igazolniuk. Most azt remélik, hogy sikerül egyértelműen bizonyítaniuk a szomszédos Sagittarius törpe galaxis felől érkező sötét anyag áramlatot is, ez ugyanis áthalad Naprendszerünkön is. A Tejútrendszernél jelentősen kisebb Sagittarius erős kölcsönhatásba került galaxisunkkal – és ebből vesztesen került ki, galaxisunk fokozatosan bekebelezi.

Az univerzum sötét oldala – mi is az a sötét anyag?

A csillagászok már több évtizede rájöttek, hogy a Tejútrendszert valamiféle sejtelmes sötét anyag fogja körül, amely távcsővel sem látható, mivel nem világít és nem is veri vissza a közönséges fényt. Mi több, még a rádióhullámok, a röntgensugarak és a többi elektromágneses sugárzás tartományában is láthatatlan; csupán a Világegyetem más égi képződményeire gyakorolt gravitációs hatása révén szerezhetünk róla tudomást.

Az első számítások szerint a Tejútrendszerhez hasonló galaxisok tömegének legalább 90 százaléka láthatatlan. Ez pedig azt jelenti, hogy a legnagyobb távcsövekkel látható összes csillag, por- és gázköd a Világegyetemnek alig 10 százalékát teszi ki!

Az elmúlt években született újabb teóriák szerint csupán a Világegyetem 5 százaléka látható, 25 százaléka sötét anyag, 70 százaléka pedig sötét energia. A sötét energiát a kutatók gyorsulva táguló Univerzum mozgásáért tartják felelősnek..

Hogy mi lehet a sötét anyag? Többféle elmélet is szültetett róla az elmúlt években: elképzelhető, hogy kis méretű, közönséges anyagú sötét égitestek (pl. barna törpék), amelyek túl aprók és távoliak ahhoz, hogy valaha is meglássuk őket.

Az is lehetséges, hogy a galaxisok spirálkarjai között a tér fekete lyukakkal – kihunyt nagy tömegű csillagok maradványaival – van tele. Egy harmadik elmélet szerint neutrínók, egy negyedik szerint valamilyen különleges részecskék alkotják a sötét anyagot. A sötét anyag továbbra is a csillagászat egyik nagy rejtélye, létezését azonban nem lehet kétségbe vonni – hisz újra és újra kimutatják gravitációs hatását.

Hogyan igazolható a sötét anyag?

A tudósok kétféle módon igyekszenek felkutatni a sötét anyagot. Egyik módszerük, hogy megkísérlik felfogni a kérdéses részecskéket, miközben a Föld „keresztülhalad” rajtuk. Azt feltételezik ugyanis, ha a Tejútrendszer valóban láthatatlan, sötét anyaggal van teli, akkor a Galaxis középpontja körül keringve a Nap is áthalad ezen az anyagon, és földi megfigyelőkkel is érzékelni kell a „sötétanyag-áramlást”, csakúgy, mint ahogy a száguldó autó utasai is érzékelik a menetszelet.

A kutatás másik módszere, hogy kisméretű, de nagy tömegű testeket keresnek a Tejútrendszert gömbszerűen körülfogó övezetben, a halóban. Megfigyelhető ugyanis, hogy időnként egy-egy ilyen test takarja el valamelyik közeli galaxis egyik csillagát. Ha ez megtörténik, az általános relativitáselmélet szerint a csillag fénye elhajlik ekörül a test körül. Földi megfigyelő számára úgy tűnik, hogy a csillag kifényesedik, majd néhány nap vagy hét alatt elhalványul. A gravitációslencse-hatás tehát bármilyen testet kimutat, akár látható, akár nem.

Az áramló sötét anyag részecskéinek egyik fajtáját – a gyenge kölcsönhatású, nagy tömegű részecskéket – WIMP-nek, a halóban gravitációslencse-hatást keltő, nagy tömegű, sűrű égitesteket pedig MACHÓ-knak nevezik. A WIMP-ek létezésére a kutatók úgynevezett DAMA – detektorokat (Dark Matter – sötét anyag) fejlesztettek ki.

(Egy kísérlet során például a kutatók az Olasz-Alpok alá vájt alagútban kilenc darab 10 kilogrammos konyhasókockát helyeztek el, hogy elszigeteljék őket bolygónk sugárzásától. Az elv az volt, hogy ha a Tejútrendszer tényleg sötét anyaggal van teli, akkor a galaxis középpontja körül keringő Nap is áthalad rajta, azaz a sötét anyag részecskék időnként utat találhatnak maguknak az alagútba is. A konyhasó egy-egy atomjával kölcsönhatásba lépve apró fényfelvillanásokat keltenek – ezeket pedig már kimutathatják az érzékeny detektorok.)

Tejútrendszerünk kanibalizmusa bizonyítékot szolgáltathat

A Tejútrendszer mintegy 100 ezer fényév átmérőjű. Egyik szomszédja, a Sagittarius törpe galaxis átmérője egy tizede a Tejútrendszerének. Fölényét kihasználva galaxisunk fokozatosan „felfalja” szomszédját, eddig már több ezer csillagot szakított el tőle.

A csillagászok a közelmúltban felfedezték, hogy a Sagittarius felől a csillagok két körívszerű formában áramlanak. Mivel a galaxisok jelentős része sötét-anyag, a feltételezések szerint az áramlatok tartalmaznak WIMP-et is. Naprendszerünk egyik ilyen áramlatban található, tehát a feketanyag-folyam végigfolyik bolygónkon is.

Így a csillagászoknak csak fel kell fogni a WIMP-részecskéket, mérni kell mennyiségüket, a részecskék sebességét, és el kell választani a Tejútrendszer halója felől érkező WIMP-ektől. Ez utóbbi elméletileg nem okoz nehézséget, mert a kétféle WIMP más szögből érkezik bolygónkra. Az előrejelzések szerint a Sagittarius felől érkező WIMP-részecskék földi felfogására különösen kedvező lesz május vége.

A csillagászok szerint a Tejútrendszer halója felől érkező WIMP-ek átlagosan másodpercenként 220 kilométeres sebességgel mozognak, de csúcssebességük elérheti a 600 km/s-t is.

A Sagittarius felől érkező áramlatban viszont a WIMP-ek másodpercenként 300 km-es sebességgel száguldanak, azaz a kétféle WIMP a mérési eredményeket megjelenítő grafikákon markánsan elválik majd. Ha valóban így lesz, a DAMA-tudósoknak sikerül végső bizonyítékot szolgáltatniuk a WIMP-ek létezésére.

Hozzászólások

Veszélyes vulkánkitörés a Karib-tengeren

Veszélyes vulkánkitörés a Karib-tengeren

A karibi St. Vincent szigetén április elején vált rendkívül veszélyessé a helyzet.

Égi jelenségek 2021. április második felében

Égi jelenségek 2021. április második felében

Április második felében már látatunk hullócsillagot, ismét találkozhatunk a Vénusszal és ha várostól távol vagyunk, fülemülék éneke mellett gyönyörködhetünk a teliholdban.

Sürgősen változtatni kell ember és természet viszonyán!

Sürgősen változtatni kell ember és természet viszonyán!

A koronavírus-járvány is azt mutatja, hogy sürgősen és gyökeresen változtatni kell a természethez fűződő „viszonyunkon" - jelentette ki Ürge-Vorsatz Diána klímakutató.

Egyelőre még ügyetlenek a tojásrablásban a jegesmedvék

Egyelőre még ügyetlenek a tojásrablásban a jegesmedvék

Ügyetlen tojásrablók a jegesmedvék, mégis a kacsák és ludak fészkeinek fosztogatására kényszerülnek ezek a sarkvidéki ragadozók.

Rekordmagasságú a szén-dioxid koncentrációja a légkörben

Rekordmagasságú a szén-dioxid koncentrációja a légkörben

Rekordmagas értéket ért el a szén-dioxid koncentrációja a légkörben, annak ellenére, hogy a koronavírus-járvány miatti csökkent a kibocsátás.

National Geographic 2021. áprilisi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

10 560 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlapNational Geographic 2020. decemberi címlapNational Geographic 2021. januári címlapNational Geographic 2021. februári címlapNational Geographic 2021. márciusi címlapNational Geographic 2021. áprilisi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket