Црната материја се’ уште претставува огромна мистерија за науката. Во Универзумот постои повеќе црна отколку видлива материја, но е екстремно таинствена; не одбива, не апсорбира и не емитува светлина што ја прави невидлива. Поради ова, се знае дека постои само преку нејзините гравитациони ефектите врз видливиот Универзум.За да откријат повеќе за оваа мистериозна материја, научниците може да ја проучуваат на начин сличен на експериментите со видливата материја – со опсервација како таа се однесува кога ќе удри во нешто. (1) Од тие причини истражувачите ги испитувале големите галактички јата (кластери) каде сударите, во кои е вклучена црната материја, природно се случуваат и црната материја ја има во доволно големи количини за да се видат ефектите од сударот. (2)
Слика: Претпоставената дистрибуција на црната материја низ универзумот
Галаксиите ги сочинуваат три главни елементи: ѕвезди, облаци од гас и црна материја. За време на сударите, облаците од гас се шират низ галаксиите, се судираат едни со други, а со тоа се успоруваат или запираат. Ѕвездите се многу помалку погодени од влечењето на гасот (3) и поради големото растојание помеѓу нив, го немаат тој успорувачки ефект меѓу себе – иако, доколку две ѕвезди се судрат, силите на триење би биле огромни.
Истражувачите ги користеле податоците од телескопот Хабл и опсерваторијата Чандра на НАСА за да го проучуваат судирот на 72 големи галактички јата. Судирите се случувале во различно време и биле разгледувани од различни агли. (4)
Истражувачите откриле дека, како и ѕвездите, црната материја поминува низ овие жестоки судири без да се успори. Сепак, за разлика од ѕвездите, ова не се случува затоа што црната материја е далеку од друга црна материја за време на судирите. Според водечката теорија, црната материја е распоредена подеднакво низ галаксиите, така што честичките од црната материја често доаѓаат многу блиску едни до други. Причината зошто црната материја не се успорува е затоа што не само што не е во интеракција со видливите честички, таа е дури и во помала интеракција со друга црна материја отколку што се мислеше претходно.
Овие наоди овозможуваат да се намали бројот на својствата што ги поседува црната материја. Теоретските физичари што се занимаваат со елементарните честички ќе треба да подолжат и понатаму да бараат, но сега имаат помалку непознати кога ќе ги градат нивните модели. (5)
Црната материја потенцијално може да има многу непознати и комплексни својства, а се’ уште постојат неколку типови на интеракција кои треба да се проучуваат. Новите резултати ги исклучуваат интеракциите кои создаваат јаки сили на триење, кои предизвикуваат успорување на црната метерија при сударите. Друга можност е дека честичките од црната материја се исфрлаат едни со други слично како топчињата за билијард, предизвикувајќи црната материја да биде исфрлена надвор од судирите или да ја менува формата. Ова е следно што научниците ќе го испитуваат.
За да се зголеми бројот на судари коишто можат да бидат проучувани, научниците ќе ги проучуваат и сударите на поединечните галаксии, кои се многу почести.
„Се’ уште постојат неколку можни кандидати за црната материја, така што играта се’ уште не е завршена, но се доближуваме до одговорот’- велат истражувачите.
Забелешки
(1) На Земјата научниците користат акцелератори за честички, за да откријат повеќе за својствата на различни честичките. Физичарите можат да истражуваат од која материја се составени, преку судир со голема брзина и со испитување на својствата и траекториите на она што се добива како резултат на тој судар.
(2) Галактички јата (кластери) се збир од галаксии, опкружени со масивни облаци од врел водороден гас што емитува Х-зраци кои се вградени во црната материја. Интеракцијата на овие најмасовни структури во Универзумот се испитува за да се откријат својствата на црната материја.
(3) Интеракцијата гас-гас при сударите на кластерите е многу силна, додека интеракциите гас- ѕвезда се слаби. Тоа е слично како меур од сапуница и куршумот во ветер, каде меурот ќе има многу посилна интеракција со ветерот отколку куршумот.
(4) За да откријат каде во галактичките јата се наоѓа црната материја, истражувачите ја проучувале светлината од галаксиите што се наѓаат позади овие галактички јата, чија светлина се зголемува и се искривува од масата во самите јата. Бидејќи е позната масата на видливата материја во галактичките јата, количината на светлина која е искривена им покажува на научниците колку црна материја се наоѓа во регионот.
(5) Најфаворизирана теорија досега е дека црната материја е составена од „суперсиметрични“ честички. Суперсиметрија е теорија според која сите честички од „Стандардниот модел“- електрони, протони, неутрони итн, имаат помасивни „суперсиметрични“ партнери. Иако досега нема експериментална потврда за „суперсиметријата“, оваа теорија би пополнила неколку празнини во нашето денешно знаење. Претпоставената честичка од „суперсиметријата“ би била стабилна, електронеутрална и слабо би реагирала со вообичаените честички од „Стандардниот модел“ – сите овие својства се потребни за да се објасни црната материја.
Истражувањето е објавено во списанието „Science“