Blogi

Astronoomid saavad kasutada pulsareid, et mõõta pisikesi kiirenduse muutusi Linnutee sees, skaneerida sisemiselt tumeainet ja tumeenergiat

Kui meie Päike liigub mööda seda orbiidil Linnuteel, seda tõmbavad gravitatsiooniliselt lähedalasuvad tähed, udukogud ja muud massid. Meie galaktika massijaotus ei ole ühtlane ja meie Päike kogeb lisaks üldisele orbiidi liikumisele ka väikesi kiirendusi. Nende väikeste puksiiride mõõtmine on olnud peaaegu võimatu, kuid uus uuring näitab, kuidas seda teha.

Krabi udukogu pulsari animatsioon. Autor: S. Klepser, MAGIC Collaboration

Meeskond keskendus binaarsetele pulsaridele. Need on pulsarid, millel on orbiidil kaaslane. Pulsarid kiirgavad kindlate ajavahemike järel raadiovalguspurskeid. Impulssid on nii korrapärased, et võivad toimida omamoodi taevakellana. Kui binaarne pulsar tiirleb ümber oma kaaslase, varieerub pulsarite ajastus veidi, kuna signaal on Doppleri nihutatud pulsari liikumisest meie suhtes. Ajastusnihet mõõtes saate arvutada pulsarite kiirenduse.

Selles uuringus arvutas meeskond 14 pulsari suhtelise liikumise, mis andis neile mõõta nende kiirendusi päikesesüsteemi suhtes. See on muljetavaldav saavutus, sest need kiirendused on väga väikesed. Nende kiirenduste põhjal mõõtis meeskond massitihedust Linnutee tasapinnal.



Meie galaktika tumeainet on raske kaardistada, kuid astronoomide meeskond on selle gravitatsioonijõu mõõtmiseks kasutanud pulsareid.

Illustratsioon Päikese liikumisest galaktikas. Krediit: ESA – C. Carreau

Tähed ei tiirle ümber galaktika lihtsate ringidena. Selle asemel liigub nende liikumine galaktilises tasapinnas üles ja alla, kuna tasapinnas olev mass tõmbab neid gravitatsiooniliselt. Seda teevad ka meeskonna vaadeldud pulsarid. Nende kiirendusi mõõtes sai meeskond kindlaks teha, kui tugevalt galaktika neid tõmbab ja seega galaktika massi.

See töö on oluline, sest see võib aidata meil mõista tumeaine levikut meie galaktikas. Teame, et suurem osa meie galaktika tumeainest on jaotunud galaktikat ümbritsevas halos, kuid kui suudame kindlaks teha, kui palju tumeainet galaktika tasapinnas on, aitab see meil mõista, kuidas tumeaine galaktikas kokku koondub. Selle jaotuse teadmine võib aidata meil mõista, kuidas tume energia universumit laiendab. Üks asi, mida see esialgne uuring leidis, oli see, et mass galaktilises tasapinnas ei ole ühtlaselt jaotunud, mis võib olla tumeaine signaal.

Viide:Sukanya Chakrabarti jt. ' Galaktika tasapinnalise massitiheduse mõõtmine binaarsete pulsari kiirenduste põhjal .'arXiv eeltrükkarXiv: 2010.04018 (2020)