Viola
-5 °C
-2 °C

Az univerzum határain túlról származó gravitációt észlelt a NASA

2008.09.25. 11:30
A NASA WMAP űrszondája távoli galaxishalmazok olyan nem várt mozgását észlelte, melynek okozója a világegyetem általunk megfigyelhető határain túl lévő anyag gravitációs hatása lehet - jelentette a hírek.csillagászat.hu.

A kutatás vezetője, Alexander Kashlinsky (NASA Goddard Space Flight Center) szerint a vizsgált galaxishalmazok olyan sebességeltérést mutatnak az univerzális tágulástól, ami független a világegyetem tágulásától és a távolság növekedésével sem változik. Ez azért meglepő és váratlan, mert az általunk ismert kozmosz anyageloszlása nem okozhatja. Kashlinsky ezt a kollektív, az univerzumot kitöltő sötét anyag és sötét energia szövetében történő mozgást a sötét áramlás (dark flow) elnevezéssel illeti.

A WMAP szonda azt vizsgálta, hogy a mikrohullámú kozmikus háttérsugárzás mennyire izotróp, azaz hőmérséklete mennyire irányfüggetlen. A sugárzás izotróp volta az ősrobbanás egyik legfontosabb kísérleti bizonyítéka. Már korábban, a COBE műhold mérései alapján is ismert volt, hogy az addig teljesen izotrópnak gondolt sugárzás mégsem egészen az, parányi ingadozások előfordulnak benne. A WMAP műszerei jóval érzékenyebbek az elődjének eszközeinél, a térbeli felbontása is jobb, illetve jóval kisebb hőmérsékletváltozások kimutatására is képes.

A két műhold által észlelt anizotrópiának az ősrobbanástól független okai vannak. A legerősebb hőmérsékletingadozásokat olyan galaxishalmazok irányában mérhetjük, ahol a bennük található forró, intenzív röntgensugárást kibocsátó gázban szóródnak a mikrohullámú fotonok. A háttérsugárzás fotonjai energiát kapnak a gáz elektronjaitól, aminek eredményeként megváltozik a hullámhosszuk, és így a sugárzás látszólagos hőmérséklete is. A jelenséget Szunyajev-Zeldovics-effektusnak hívjuk, melynek két fajtája is ismert, a termális és a kinematikai. Az első esetben a mikrohullámú fotonokkal kölcsönható elektronoknak a magas hőmérséklet, míg a másodikban valamilyen nagyléptékű mozgás miatt van nagy energiájuk.

A galaxishalmazok nem követik pontosan a világegyetem tágulását, így a kinematikai SZ-effektus miatti hullámhosszváltozások a halmazok egyedi, a táguláshoz viszonyított mozgásának hatását is magukban hordozzák. A termális SZ-effektus nyomait már a múlt század nyolcvanas éveiben is észlelték, de az egy nagyságrenddel kisebb hatást produkáló kinematikai effektust még egyetlen halmaz esetében sem sikerült kimutatni.

A kozmikus háttérsugárzás hőmérsékletének eloszlása a WMAP-szonda adatai alapján. Az új eredmények szerint galaxishalmazok százai mozognak a bíborszínű ellipszissel jelölt terület irányába.

Kashlinksky még 2000-ben felvetette, hogy nagyszámú galaxishalmaz vizsgálatával a gyengébb kinematikai SZ-effektust talán mégis le lehetne választani a termikusról. Dale Kocevski (University of California) és Harald Ebeling (University of Hawaii) társaságában neki is láttak körülbelül 700, erős röntgensugárzó galaxishalmaz vizsgálatának, bízva abban, hogy rábukkannak a keresett színképi eltolódásra. A minta objektumainak távolsága egészen hatmilliárd fényévig, azaz körülbelül az észlelhető Világegyetem méretének feléig terjed.

A halmazkatalógus és a WMAP háttérsugárzás-mérései alapján azonban váratlan dolgot detektáltak: a halmazok 3 millió km/h sebességű mozgását az égbolt egy körülbelül 20 fokos méretű, a Centaurus és a Vela csillagképek között található területe felé. Ráadásul a mozgás sebessége milliárd fényéves skálán független a távolságtól. Az áramlás mérete Kashlinsky szerint egyben azt is jelentheti, hogy az valószínűleg az egész megfigyelhető Világegyetemre kiterjed.

A felfedezés és a kozmológiai modellek azonban nehezen egyeztethetők össze. Ezek szerint ugyanis az ilyen mozgások a növekvő távolsággal egyre kisebbek lesznek. A kozmológiában a mikrohullámú kozmikus háttérsugárzás - az ősrobbanás után 380 ezer évvel bekövetkezett folyamatnak a lenyomata, amikor az univerzum a sugárzás számára átlátszóvá vált - egy olyan vonatkoztatási rendszer, melyhez képest bármely nagyléptékű mozgásnak irányfüggetlennek kell lennie.

A problémára talán megoldást kínálhatnak az inflációs ősrobbanás-modellek. Ezekben a kezdet után nagyon rövid idővel egy rendkívül intenzív tágulási szakasz következik be, amikor az univerzum mérete hirtelen a sokszorosára nő. Az inflációs modellekben az általunk megfigyelhető rész az egész univerzumnak csak töredéke. A WMAP 2006-ban publikált adatai alátámasztani látszanak ezt az elképzelést, ezért Kashlinsky és munkatársai azt mondják, hogy az általuk detektált áramlás tulajdonképpen az anyag gravitációs hatására adott válasz, ami a gyors felfúvódás miatt a világegyetem általunk észlelhető tartományának határain túlra került.

A kutatócsoport most a mérések hibáinak csökkentésén, illetve a galaxishalmazokban található, magas hőmérsékletű gáz eloszlásának pontosabb feltérképezésén dolgozik. Tervezik egy nagyobb minta összeállítását és az új, márciusban publikált WMAP adatok figyelembe vételét is.

Köszönjük, hogy olvasol minket!

Ha fontos számodra a független sajtó fennmaradása, támogasd az Indexet!