Có một lỗ hổng "tác động tối" trong thiên hà của chúng ta. Chúng ta không thể nhìn thấy nó. Nó có thể không được làm từ vật chất bình thường. Kính thiên văn của chúng tôi đã không trực tiếp phát hiện ra nó. Nhưng có vẻ như nó ở ngoài đó.
"Đó là một viên đạn dày đặc của một cái gì đó", Ana Bonaca, một nhà nghiên cứu tại Trung tâm vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian, người đã phát hiện ra bằng chứng cho vật va chạm.
Bằng chứng của Bonaca về tác động tối, mà cô đã trình bày vào ngày 15 tháng 4 tại hội nghị của Hiệp hội Vật lý Hoa Kỳ ở Denver, là một loạt các lỗ hổng trong dòng sao dài nhất của thiên hà chúng ta, GD-1. Các luồng sao là các dòng sao di chuyển cùng nhau trên khắp các thiên hà, thường bắt nguồn từ các đốm sao nhỏ hơn va chạm với thiên hà. Các ngôi sao trong GD-1, tàn dư của một "cụm sao cầu" đã rơi xuống Dải Ngân hà một thời gian dài trước đây, được kéo dài thành một hàng dài trên bầu trời của chúng ta.
Trong điều kiện bình thường, luồng nên ít nhiều là một dòng, được kéo dài bởi lực hấp dẫn của thiên hà chúng ta, cô nói trong bài trình bày của mình. Các nhà thiên văn học sẽ mong đợi một khoảng trống duy nhất trong dòng chảy, tại điểm mà cụm sao cầu ban đầu nằm trước khi các ngôi sao của nó trôi đi theo hai hướng. Nhưng Bonaca cho thấy GD-1 có khoảng cách thứ hai. Và khoảng trống đó có một cạnh rách rưới - một khu vực mà Bonaca gọi là "spur" của GD-1 - như thể một thứ gì đó khổng lồ lao xuống dòng suối cách đây không lâu, kéo theo những ngôi sao trong sự trỗi dậy của nó với lực hấp dẫn khổng lồ. GD-1, có vẻ như, đã bị trúng viên đạn vô hình đó.
"Chúng tôi không thể ánh xạ tới bất kỳ vật thể phát sáng nào mà chúng tôi đã quan sát được", Bonaca nói với Live Science. "Nó to hơn nhiều so với một ngôi sao Một thứ gì đó giống như một triệu lần khối lượng mặt trời. Vì vậy, không có ngôi sao nào có khối lượng đó. Chúng ta có thể loại trừ điều đó. Và nếu đó là một lỗ đen, thì đó sẽ là một màu đen siêu lớn lỗ hổng của loại chúng ta tìm thấy ở trung tâm thiên hà của chúng ta. "
Không phải là không thể có một lỗ đen siêu lớn thứ hai trong thiên hà của chúng ta, Bonaca nói. Nhưng chúng tôi hy vọng sẽ thấy một số dấu hiệu của nó, như pháo sáng hoặc bức xạ từ đĩa bồi tụ của nó. Và hầu hết các thiên hà lớn dường như chỉ có một lỗ đen siêu lớn duy nhất ở trung tâm của chúng.
Không có vật thể khổng lồ, sáng chói có thể tách rời khỏi GD-1 và không có bằng chứng nào cho một lỗ đen siêu lớn thứ hai ẩn giấu trong thiên hà của chúng ta, lựa chọn rõ ràng duy nhất còn lại là một khối lớn vật chất tối. Điều đó không có nghĩa là vật thể chắc chắn, 100%, hoàn toàn được làm từ vật chất tối, Bonaca nói.
"Có thể đó là một vật thể phát sáng đã biến mất ở đâu đó và nó đang ẩn nấp ở đâu đó trong thiên hà", cô nói thêm.
Nhưng điều đó dường như là không thể, một phần là do quy mô tuyệt đối của đối tượng.
"Chúng tôi biết rằng đó là 10 đến 20 phân tích cú pháp," cô nói. "Về kích thước của một cụm cầu."
Nhưng thật khó để loại trừ hoàn toàn một vật thể phát sáng, một phần vì các nhà nghiên cứu không biết nó di chuyển nhanh như thế nào trong quá trình va chạm. (Nó có thể di chuyển rất nhanh, nhưng không nặng như mong đợi - một viên đạn bóng tối thực sự - Bonaca nói. Hoặc nó có thể di chuyển chậm hơn nhưng rất lớn - một loại búa đen.) Không có câu trả lời cho điều đó Câu hỏi, không thể chắc chắn nơi mà sự việc sẽ kết thúc.
Tuy nhiên, khả năng tìm thấy một vật thể tối thực sự đang trêu ngươi.
Ngay bây giờ, các nhà nghiên cứu không biết vật chất tối là gì. Vũ trụ của chúng ta dường như hoạt động giống như vật chất phát sáng, những thứ chúng ta có thể thấy chỉ là một phần nhỏ của những gì ngoài kia. Các thiên hà liên kết với nhau như thể có thứ gì đó nặng nề bên trong chúng, tụ lại ở trung tâm của chúng và tạo ra lực hấp dẫn khổng lồ. Vì vậy, hầu hết các nhà vật lý lý luận rằng có một cái gì đó khác ngoài đó, một cái gì đó vô hình. Có rất nhiều ý kiến khác nhau về những gì nó được tạo ra, nhưng không có nỗ lực nào để phát hiện trực tiếp vật chất tối trên Trái đất vẫn chưa hoạt động.
Quả bóng dày đặc không nhìn thấy thứ gì đó đang lao qua Dải Ngân hà của chúng ta cung cấp cho các nhà vật lý một mẩu bằng chứng mới cho thấy vật chất tối có thể là có thật. Và nó sẽ gợi ý rằng vật chất tối thực sự "vón cục", như hầu hết các lý thuyết về hành vi của nó dự đoán.
Nếu vật chất tối là "vón cục", thì nó tập trung thành những khối không đều phân bố gần như khắp các thiên hà - giống như vật chất phát sáng mà chúng ta thấy tập trung ở các ngôi sao và tinh vân. Một số lý thuyết thay thế, bao gồm các lý thuyết cho thấy vật chất tối hoàn toàn không tồn tại, sẽ không bao gồm bất kỳ cụm nào - và sẽ có tác động của vật chất tối được phân phối trơn tru trên các thiên hà.
Cho đến nay, khám phá của Bonaca là một trong những loại mới, mới đến nỗi nó chưa được công bố trên một tạp chí đánh giá ngang hàng (mặc dù nó đã được đám đông các nhà vật lý tại hội nghị uy tín đáp ứng.
Để thực hiện điều đó, cô đã dựa vào dữ liệu từ sứ mệnh Gaia, một chương trình của Cơ quan Vũ trụ châu Âu để lập bản đồ hàng tỷ ngôi sao trong thiên hà của chúng ta và các chuyển động của chúng trên bầu trời. Nó tạo thành danh mục tốt nhất hiện có của các ngôi sao dường như là một phần của GD-1.
Bonaca đã xác nhận dữ liệu đó bằng các quan sát từ Kính viễn vọng Đa gương ở Arizona, cho thấy những ngôi sao nào đang di chuyển về Trái đất và đang di chuyển ra xa. Điều đó giúp phân biệt giữa các ngôi sao thực sự di chuyển với GD-1 và những ngôi sao chỉ ngồi cạnh nó trên bầu trời Trái đất. Nỗ lực đó đã tạo ra hình ảnh chính xác nhất từ trước đến nay của GD-1, cho thấy khoảng cách thứ hai, sự thúc đẩy và một khu vực chưa từng thấy trước đây của dòng sao.
Xuống đường, Bonaca nói, cô muốn thực hiện nhiều dự án lập bản đồ hơn để tiết lộ các khu vực khác trên bầu trời nơi có thứ gì đó vô hình dường như đang đánh bật các ngôi sao xung quanh. Mục tiêu, cô nói, cuối cùng là lập bản đồ các khối vật chất tối trên khắp Dải Ngân hà.
