אסטרונומים גילו עצמים פוטנציאליים של חומר אפל בחלל באמצעות פולסרים

הוכחה מלהיבה לקיום עצמים פוטנציאליים של חומר אפל התגלתה באמצעות "שעוני" היקום

פולסרים אלה – כוכבי נייטרונים שמסתובבים ופולטים אלומות של גלי רדיו דמויות מגדלור שסורקות את החלל – שימשו לזיהוי מסות נסתרות מסתוריות.

הפולסרים זכו לכינוי שלהם כי הם שולחים קרינה א"מ ברווחי זמן קבועים, שנעים בין מילי שניות לשניות, והופכים אותם לשעונים מאוד מדויקים.

"המדע פיתח שיטות מאוד מדויקות למדידת זמן", אמר האסטרונום שמאחורי המחקר, פרופסור ג'ון לוסקו מהאוניברסיטה של נוטר דם. "בכדור הארץ יש לנו שעונים אטומיים ובחלל יש לנו פולסרים. כבר יותר ממאה שנים ידוע שכבידה מאטה את האור, אבל עד כה היו מעט מאוד יישומים".

פרופסור לסוקו הבחין בשינויים ושיהויים בתזמון של פולסרים, אינדיקציה לכך שאלומות הרדיו נעות סביב ריכוז בלתי נראה של מסה במקום כלשהו בין הפולסר והטלסקופ.

הוא מאמין שמסות בלתי נראות אלה הן עצמים פוטנציאליים של חומר אפל.

פרופסור לסוקו חקר שיהויים בזמני ההגעה של פולסי רדיו, שבדרך כלל הדיוק שלהם הוא ננו שניות. הוא חיפש לאורך המסלול של פולסי רדיו מנתוני הסקר PPTA2 שפרסם מערך תזמון הפולסרים פרקס.

הפרויקט המתמשך הזה מפיק מדידות מדויקות של זמני הגעה של פולסים באמצעות נתונים משבעה רדיו-טלסקופים. לפולסים יש מקצב של בערך שלושה שבועות בשלושה תחומי תדרים.

לסטיות בזמן ההגעה בגלל חומר אפל יש צורה מוגדרת היטב וגודל שפרופורציונלי למסה שלו.

אור העובר ליד אזורים של חומר אפל יואט בגלל נוכחותו. חיפוש בנתונים המדויקים מ-65 "פולסרים של מילי שניות" העלה בסביבות תריסר מקרים שנראים כאינטראקציה עם חומר אפל.

פרופסור לסוקו אמר: "אנחנו מנצלים את העובדה שהארץ נעה, השמש נעה, הפולסר נע ואפילו החומר האפל נע".

"אנחנו צופים בסטיות בזמן ההגעה שנגרמות בגלל השינוי במרחק בין המסה הנצפית וקו הראייה אל פולסר "השעון" שלנו. 

מסה בגודל של השמש יכולה ליצור שיהוי של כ-10 מילי שניות. לתצפיות שפרופסור לסוקו ביצע יש רזולוציות בסדר גודל של ננו שניות, פי 10,000 קטנה יותר.

"מאחד הממצאים עולה עיוות של בערך 20 אחוז ממסת השמש. העצם הזה יכול להיות חומר אפל פוטנציאלי".

"טיבו האמיתי של החומר האפל הוא תעלומה", סיכם פרופסור לסוקו. "המחקר הזה שופך אור חדש על טיבו של החומר האפל והפיזור שלו בשביל החלב, ואולי גם ישפר את הדיוק של נתוני הפולסרים המדויקים"

למאמר של האגודה האסטרונומית הממלכתית

עוד בנושא באתר הידען:

• צמד פולסרים עשוי לסייע בהבנת הכבידה
• רועשים מהמצופה: גלי כבידה ממיזוגים של חורים שחורים על-מסיביים "נשמעו" לראשונה
• הוכחה שכדור הארץ עטוף בים של גלי כבידה איטיים
• האם פולסרים משגרים חלקיקי נייטרינו?
• אושר גילויים של כוכבי לכת בגודל של כדור הארץ, אך אלו כוכבי לכת מתים