Inelele lui Einstein din jurul galaxiei dezvăluie ceva spectaculos despre materia întunecată din univers
Materia întunecată este o substanță ipotetică despre care se așteaptă să înconjoare galaxiile. Este invizibilă, așa că singura modalitate de a-i vedea efectele este prin gravitație. Existența sa a fost propusă pentru a explica rotația ciudată a galaxiilor și, presupunând existența sa, poate explica multe despre cum este universul – dar adevărata sa natură nu a fost încă descoperită.
Cu toate acestea, o nouă lucrare susține că „inelele lui Einstein” indică semne care ne pot da un indiciu despre ce este, de fapt, materia întunecată.
Dacă materia întunecată este într-adevăr reală, cercetătorii preferă cu fermitate două versiuni. Una se numește WIMP, sau particule masive care interacționează slab. Acestea sunt particule care sunt de zeci sau chiar sute de ori mai masive decât un atom de hidrogen. Cealaltă opțiune vede materia întunecată produsă de axioni. Aceste particule se află la capătul opus al scalei, fiind poate de 100.000 de ori mai ușoare decât un neutrin, o particulă atât de ușoară încât nici măcar nu îi știm masa cu siguranță.
Ce sunt inelele lui Einstein
Încercările de a găsi WIMP și axioni sunt foarte diferite, dar niciuna nu a fost încă fructuoasă. Cercetătorii s-au gândit că, studiind unele efecte gravitaționale deosebite, ei ar putea fi capabili să obțină câteva informații despre o particulă ipotetică față de cealaltă. Și aici intervin lentilele gravitaționale.
Orice obiect cu masă deformează spațiul-timp. Dar cele care sunt suficient de dense creează o urzeală atât de puternică, încât poate acționa ca o lentilă. Aceste obiecte masive pot fi stele individuale, găuri negre, galaxii sau chiar grupuri de galaxii. Dacă un alt obiect luminos se află în spatele unei astfel de lentile gravitaționale, lumina acestuia este distorsionată și mărită. Dacă creează arcuri mari, acesta este de obicei denumit inel Einstein.
Această abordare a fost folosită pentru a vedea obiecte mai departe decât ar permite în mod normal orice telescop, cum ar fi cel mai îndepărtat sistem cu o singură stea cunoscut. O echipă de cercetare condusă de astronomi de la Universitatea din Hong Kong s-a întrebat dacă am vedea diferențe în lentilele gravitaționale, dacă materia întunecată ar fi făcută din WIMPS sau axioni.
Mecanica cuantică ne spune că materia are o natură duală fiind atât particule, cât și unde. Pentru ceva la fel de ușor ca axionii, natura sa ondulată devine un efect dominant, atunci când vine vorba de lentile gravitaționale, în timp ce opusul este adevărat pentru WIMP. Efectul de lentilă gravitațională creat de o materie întunecată formată din axioni este mult mai aproape de observații în comparație cu alternativa.
Într-un caz anume, într-o imagine a sistemului HS 0810+2554, imaginea arată ceva cu adevărat ciudat. Un quasar îndepărtat are lentila de patru ori, dar este vizibil într-un triplet de imagini. Modelele Axions pot reproduce diferitele aspecte ale acestui sistem, dar WIMP-urile, nu.