Hatalmas munkával vált láthatóvá az univerzum többségét alkotó ismeretlen anyag tömegének nyoma.
Minden eddiginél részletesebb kozmikus térképet készítettek a világegyetem sötét anyagának elhelyezkedéséről az Atacama-sivatagban található ACT kozmológiai teleszkóp segítségével a Princeton Egyetem tudósai.
A sötét anyag a jelen ismereteink szerint a világegyetem tömegének 80 százalékát teszi ki. Mivel közvetlenül nem sikerült detektálni, mindössze annyit tudunk róla, hogy az általunk ismert anyaggal nagyon ritkán lép kölcsönhatásba. Az Astrophysical Journalban megjelent új kutatásban ugyanakkor a sötét anyag tömegének jelenlétét sikerült a teret meghajlító hatása alapján kimutatni.
Ezt a hatást a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzásban kimutatható torzulások alapján sikerült leképezni.
Kicsit olyan, mintha sziluettet próbálnánk rajzolni, de sziluett helyett van egy textúránk és a sötét anyag csomói, mintha egy függönyön átszűrődő fényt vizsgálnánk a benne mozgó hullámokkal – mondja Suzanne Staggs, az ACT igazgatója és a Princeton professzora. „A híres kék-sárga kozmikus mikrohullámú háttér egy pillanatkép az univerzum történetéről, egy adott korszakáról, 13 milliárd évvel ezelőttről, ez ad nekünk információt az összes ezután következő korszakról” – tette hozzá.
A kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás az ősrobbanás után 380 ezer évvel keletkezett és az egész világegyetemet betölti.
A modern kozmológia Albert Einstein munkásságától ered, az általa leírt általános relativitáselmélet szerint az anyag tömege meghajlítja a teret a rajta áthaladó fénnyel együtt. Az ötlet, hogy ezt a hatást felhasználják a sötét anyag feltérképezéséhez, még 2003-ból született.
A háttérsugárzást vizsgáló ACT teleszkóp Chilében 15 év működés után 2022 szeptemberében fejezte be a tudományos munkát. Az itt gyűjtött adatokból létrehozott térkép összeállításán százhatvanan dolgoztak. A belőle származó tudományos dolgozatokat a Princeton 56 jelenlegi vagy egykori kutatója írta.
A kozmikus háttérsugárzás már önmagában is szenzációs volt, mert a világegyetemet olyannak láthattuk általa, amilyen nem sokkal a születése után volt. Az új térkép ezt egészíti ki a sötét anyag kilencmilliárd évvel ezelőtti struktúrájának ábrázolásával.
A Curtin University kutatócsapata az univerzum rádióhullámait tanulmányozta, amikor észlelték az égbolt egyik legfényesebb rádióforrását, egy új típusú, villogó sugárzást. Felfedezésük részleteiről a Nature című tudományos lapban számoltak be – írja a The Guardian.
Amikor az űrben valami ki-be „kapcsol”, azt tranziens jelenségnek nevezik. Származhat pulzártól, amely milliszekundumok vagy másodpercek alatt villan, de lehet az egy szupernóva, amely néhány napra feltűnik, mielőtt ismét eltűnik.
A most észlelt jelenség viszont 20 percenként „kapcsol be, majd ki” – mondta Natasha Hurley-Walker asztrofizikus. „Ez meglehetősen kísérteties egy csillagász számára, mert nem ismerünk olyan dolgot az égbolton, amely így tesz. És ez ráadásul elég közel van hozzánk, mintegy 4000 fényévnyire. Ez a galaktikus hátsó kertünk” – fogalmazott a kutató.A jelenséget Tyrone O’Doherty, a Curtin Egyetem hallgatója észlelte, majd jelezte tanárának, Hurley-Walkernek, aki az egyetem Nemzetközi Rádiócsillagászati Kutatóközpontjának munkatársa. A jelenség viselkedése megfelel az úgynevezett ultrahosszú periódusú magnetárnak, egy lassan forgó neutroncsillaggal. Ennek a típusú objektumnak a létezését már megjósolták, de még sohasem figyelték meg.Ugyanakkor lehet egy összeomlott csillag, amely fehér törpe pulzárrá vált, de ez nagyon valószerűtlen. „Bármi is az, nagyon extrém. És természetesen lehet valami olyan is, amire soha nem is gondolnánk” – mondta Hurley-Walker. A szakértők a Nyugat-Ausztráliában lévő MWA (Murchison Széleslátóterű Hálózat) teleszkópjának segítségével vizsgálták az eget.
Oh, this is amazing. Close to tears. Ourspace has published an update on the "mystery hut" and it's so underwhelming it's brilliant. It's just a small rock on a crater rim that they're now calling "jade rabbit" for its appearance. Source: https://t.co/frrMKH7RWMhttps://t.co/GFCIRzqmDupic.twitter.com/jpDLDS8TZu
Splashdown!#Crew5 is back on Earth, completing a science mission of nearly six months on the @Space_Station. Their @SpaceX Dragon Endurance spacecraft touched down at 9:02pm ET (0202 UTC March 12) near Tampa off the coast of Florida. pic.twitter.com/nLMC0hbKY4
Splashdown!#Crew5 is back on Earth, completing a science mission of nearly six months on the @Space_Station. Their @SpaceX Dragon Endurance spacecraft touched down at 9:02pm ET (0202 UTC March 12) near Tampa off the coast of Florida. pic.twitter.com/nLMC0hbKY4
Galaxisokat összekötő „szálakat” fedeztek fel csillagászok a lokális univerzum sötét anyagának legújabb térképén. A gépi tanulás segítségével kifejlesztett atlasz segítheti a sötét anyag természetének, valamint a helyi világegyetem múltjának és jövőjének mélyebb megismerését – olvasható az Origo cikkében.
A sötét anyag egy rejtélyes matéria, ami a világegyetem anyagának több mint 80 százalékát teszi ki. Vázát képezi az úgynevezett kozmikus hálónak, vagyis annak a hatalmas kiterjedésű struktúrának, ami gravitációs hatása révén a galaxisok mozgását vezérli. Sajnos a lokális sötét anyag eloszlása napjainkban sem ismert, mert nincs olyan módszerünk, amivel közvetlenül mérni lehetne.
A tudósok azonban mégsem teljesen tehetetlenek, mert a sötét anyag gravitációsan hat a világűr objektumaira (például a galaxisokra), és így ha pontosan mérni nem is, de jósolni lehet az eloszlását.
„Ironikus módon minél távolabb van a sötét anyag, annál könnyebb következtetni az eloszlására, mivel így a jóval egyszerűbb, múltbéli állapotát látjuk” – írta a kiadott közleményben Donghui Jeong asztrofizikus, a Pennsylvaniai Állami Egyetem munkatársa, a tanulmány egyik szerzője.
„Idővel a világegyetem nagy kiterjedésű szerkezete egyre terebélyesebbé vált, az univerzum összetettebb lett, emiatt pedig értelemszerűen nehezebb mérni a lokális sötét anyagot” – tette hozzá.
Korábban is kísérleteztek már a kozmikus háló feltérképezésével, a régebbi modell az univerzum korai állapotától kezdve szimulálta annak évmilliárdokig tartó fejlődését. Ez a modell azonban sok szempontból nem adott megfelelő eredményeket, ezért az új kutatás során a szakértők más megközelítést alkalmaztak: Gépi tanulás segítségével egy olyan modellt hoztak létre, ami a galaxisok térbeli eloszlása és mozgása alapján következtet a sötét anyag eloszlására.
Rejtélyes szálak kapcsolják össze a galaxisokat
A friss modell amellett, hogy sikeresen reprodukálta a helyi univerzum jól ismert struktúráit, számos korábban nem ismert, további tanulmányozásra érdemes kozmikus szerkezetet is mutatott a kutatóknak.
Utóbbiak közül a legérdekesebbek azok a szálszerű struktúrák, amik összekapcsolják a galaxisokat.
Egy nemzetközi kutatócsoport távoli kozmikus gázfelhőből érkező rejtélyes „szívverést” észlelt, amely úgy tűnik, hogy szoros kapcsolatban áll egy szomszédos fekete lyukkal. A kutatási eredményeket Jian Li és Diego F. Torres professzor publikálta a Nature Astronomy magazinban – közli az Origo.
Titokzatos jeleket fogott a Fermi-űrteleszkóp
A nyári égbolt egyik ismert csillagépében az Aquila, vagyis a Sas konstellációban elhelyezkedő gázfelhő az elvégzett megfigyelések szerint, titokzatos módon a szomszédos fekete lyuk ritmusával pulzál, azt sugallván, hogy ezek az egymástól annyira különböző objektumok valamilyen módon kapcsolatban állnak egymással, a németországi Desy Kutató Központ tudóscsoportjának beszámolója szerint.
Scutum, Aquila, Capricornus
Az még megfejtetlen rejtély, hogy a fekete lyuk hogyan hajtja a gázfelhő gammasugár „szívverését”. A kutatócsoport a NASA Fermi-űrteleszkópjának több mint 10 évet átfogó adatait analizálta, vizsgálandó a tőlünk mintegy 100 fényévre, a Tejútrendszerben elhelyezkedő SS 433-ként katalogizált objektumot, amely egy nagyjából 30 naptömegű óriáscsillagból, valamint egy körülbelül 10-20 naptömegű fekete lyukból áll, amelyek mindössze 13 napos periódussal keringenek egymás körül, miközben a fekete lyuk anyagot szív el az óriáscsillagtól.
Ehhez hasonló helyzet a kvazároknak nevezett aktív galaxisokból ismert, amelyeknek a magjában milliónyi naptömegű fekete lyukak találhatók; ezek hatása pedig több tízezer fényévnyire is kiterjed a kozmoszban.
Gammasugarak érkeznek az eseményhorizont kapujából
Szokatlan módon úgy tűnik, hogy a galaxisunkon belüli SS 433 a kvazároknak a „miniatűr”verziója, vagyis egy mikrokvazár. A mikro, vagy kiskvazár az egyik legaktívabb objektum az univerzumban, amely egy, a szomszédos csillagait felfaló, és e folyamat közben rendkívüli mennyiségű fényt kibocsátó nagy fekete lyukat tartalmaz.
De vajon hogyan lehetséges, hogy elektromágneses sugárzás érkezzen a mindent elnyelő fekete lyuk környékéről? Miközben a két kozmikus objektum, a nagy tömegű csillag és a fekete lyuk egymás körül kering, a fekete lyuk anyagokat szív el az óriáscsillagtól, egy akkréciós korongot hozva létre maga körül.
A fekete lyuk irtózatos erejű gravitációja által elszívott anyag az akkréciós lemezben halmozódik fel, mielőtt a fekete lyukba esne. Olyan ez, mint amikor a fürdőkád lefolyója felett örvénylik a víz.
Az anyag egy része azonban nem tűnik el az eseményhorizont mögött, vagyis nem esik bele a fekete lyukba, hanem kettő keskeny anyagáramlás formájában nagy sebességgel „kilő” a forgó akkréciós lemezből, méghozzá ellentétes irányokban.
Ez jetszerű anyagáramlás nagy sebességű részecskékből és ultraerős mágneses mezőkből áll. E nagy sebességű részecskék és ultraerős mágneses mezők röntgen valamint gamma sugarakat bocsátanak ki, amelyeket a Fermi Űrteleszkóp érzékelt.
A csillagászok egyezségre jutottak az univerzum korát illetően. Régóta vitatott kérdés ez, s ezúttal megállapították, hogy az univerzum mintegy 14 milliárd éves – közölte a Phys.org tudományos-ismeretterjesztő hírportál.
A chilei Atacama-sivatag felett lévő obszervatóriumból vizsgálták a szakértők az univerzumból érkező legrégebbi fényt. Megfigyeléseik és kozmikus geometria segítségével megállapították, hogy az univerzum kora 13,77 milliárd, plusz-mínusz 40 millió év.
Az új becslés, amelyet az amerikai Nemzeti Tudományos Alap (National Science Foundation, NSF) Atacamai Kozmológiai Teleszkópja (ACT) által gyűjtött adatok alapján végeztek, megegyezik az univerzum sztenderd modelljén, illetve az Európai Űrügynökség Planck műholdja által végzett vizsgálatokon alapuló becsléssel. Utóbbi 2009 és 2013 között ugyanezt a fényt vizsgálta, amely az ősrobbanás maradványa.
A szakértők eredményeikről a Journal of Cosmology and Astroparticle Physics című tudományos folyóiratban számoltak be két tanulmányban.
Egy kutatócsoport 2019-ben a galaxisok mozgása alapján arra a következtetésre jutott, hogy az univerzum több százmillió évvel fiatalabb lehet, mint ahogyan a Planck-munkacsoport megjósolta. Ez az ellentmondás arra utalt, hogy új modellre van szükség az univerzum vizsgálatához és felébresztette a gyanút, hogy az eddigi mérések nem voltak helyesek.
Most választ találtunk arra, hogy hol egyezik a Planck és az ACT”- mondta Simone Aiola, a Flatiron Intézet Számítógépes Asztrofizikai Központjának munkatársa.
A tudósok szerint még ezen kívül is több tízmillió, felfedezésre váró csillagváros lehet odakint. A dolog nagyságrendjének érzékeltetéséhez elegendő, ha arra gondolunk, hogy az ausztrál csillagászok a megfigyelhető univerzum 83 százalékát térképezték fel mindössze 300 óra alatt.
Az Ausztrál nemzeti tudományos ügynökség (CSIRO) nyilatkozatában „az univerzum Google térképének” minősítette az új égbolt-felmérést, ami egyben az ASKAP rádióteleszkóp-tömb tesztelésének befejezését jelenti. A hálózat a Nyugat-Ausztrália Outback nevű kietlen területén található és 36 antenna alkotja. Bár az ASKAP már 2012 óta kémleli az eget rádióadások után kutatva, (például gyors rádiókitöréseket keresve), a teleszkóp teljes antennarendszerét még soha nem használták fel egyetlen égbolt-felmérés keretein belül.
A teleszkóp lehetőségeinek teljes kihasználásával a kutatók nagyjából 3 millió galaxist térképeztek fel a déli égbolton, felfedezésükről pedig a Publications of the Astronomical Society of Australia folyóiratban számoltak be. Az igazán megdöbbentő az, hogy a megfigyelt galaxisok közül egymillió korábban teljesen ismeretlen volt a csillagászat számára. A felmérés sikerén felbuzdulva a CSIRO tudósai a jövőben a mély-űr további megfigyelését tervezik.
Radikálisan rövid feldolgozási idő
„Az ASKAP most először mutatta meg, hogy mire képes, minden eddiginél részletesebben és rekordsebességgel elkészítve el az univerzum térképét” – nyilatkozta David McConnell, a tanulmány vezető szerzője, a CSIRO csillagásza.
„Arra számítunk, hogy a jövőbeli felmérések során több tízmillió új galaxist találunk.”
Az egész égbolton végzett felmérések hónapokat, sőt éveket szoktak igénybe venni, de a CSIRO ezen is változtat új, Rapid ASKAP Continuum Survey nevű módszerével, így csak néhány hétig tartott a megfigyelés. A rádióteleszkópok 36 tányérantennája hatalmas, panorámaképeket készített, a háttérben pedig szuperszámítógépek dedikált hálózata dolgozta fel az adatokat, nagyjából duplázva a megfigyelés idejét.
A végeredményként előállított térkép, az égbolt 83 százalékát lefedi, és összesen 903 egyedi kép kombinációja, melyek mindegyike 70 milliárd képpontot tartalmazott. A kereskedelmi forgalomban kapható legmagasabb felbontású kamerák képenként néhány száz millió képpontot képesek rögzíteni. A képek a CSIRO adatelérési portálján keresztül nyilvánosan hozzáférhetőek.
