kozmos.hr
Astronomija

Satelit Arrakihs kreće u potragu za tamnom tvari

Orphan-Chenab Stream. Izvor: Rensselaer Polytechnic Institute.
objavljeno

Europska svemirska agencija planira lansirati mali satelit koji će tražiti satelitske galaksije, a preko njih i otkriti nam više o misterioznoj tamnoj tvari.

Vidljiva materija, stvorena od protona, neutrona i drugih poznatih nam čestica, sačinjava relativno mali dio ukupnog sastava svemira—svega 5 posto. Suprotno tomu, misteriozna supstanca koju nazivamo tamnom tvari (‘tamnom’ zato jer nam je nevidljiva) ima puno veći udio—27 posto. Neki astronomi zagovaraju i naziv ‘tamna gravitacija’ jer ona je u srži upravo to—ne materija u tradicionalnom smislu riječi koju ne vidimo, nego izvor gravitacijske sile koja djeluje na vidljivu tvar. Ostalih 68 posto svemira sačinjava tamna energija, koja unatoč sličnom imenu ima potpuno suprotan utjecaj na materiju od tamne tvari.

Pročitaj: Što je tamna tvar, a što tamna energija?

Problem tamne tvari…

Iako ne znamo što je ona i kako ona djeluje, nekoliko pojava u svemiru vrlo čvrsto ukazuje na postojanje tamne tvari. Primjerice, tu je problem mase galaksija. Još 1933. Fritz Zwicky došao je do zaključka da su mase galaksija koje je promatrao veće nego što bi trebale biti kad se zbroje mase vidljivih objekata u njima, što smo kasnije i potvrdili visokim stupnjem gravitacijskog iskrivljavanja pozadinske svjetlosti. Isto tako, ako promotrimo unutrašnjosti galaksija, dolazimo do problema njihovog nepoštivanja Keplerovih zakona. Iako bi se sustavi po rubovima galaksije trebali kretati oko njenog centra sporije nego unutarnji sustavi, oni se kreću jednako brzo, što ukazuje na neidentificirani izvor gravitacije.

Galaksija Vrtivjetar
Galaksija Vrtivjetar, također poznata i kao M101 ili NGC 5457 tipična je spiralna galaksija okružena desecima patuljastih satelitskih galaksija. Izvor: ESA/Hubble & NASA.

Ove zime Europska svemirska agencija (ESA) najavila je novu misiju u sklopu svog Znanstvenog programa kojom će u orbitu oko Zemlje poslati satelit ARRAKIHS, od ‘Analysis of Resolved Remnants of Accreted galaxies as a Key Instrument for Halo Surveys’. Arrakihs, ljubitelji znanstvene fantastike će primijetiti, naziv je koji je inspiriran imenom planeta iz ZF klasika Franka Herberta Dina i istoimenog filma.

…riješiti će patuljaste galaksije

Zašto patuljaste galaksije, doduše? Zato što iako tamnu tvar ne vidimo, njen utjecaj možda je najbolje vidljiv indirektno preko patuljastih galaksija. Naime, tamna tvar po svemiru je raspoređena nejednako, tj. možemo govoriti o područjima gdje je ona više ili manje zgusnuta i ta područja kolektivno nazivamo ‘kozmičkom mrežom’, a ta pak mreža utječe na kretanje galaksija kroz svemir. Gravitacija koju uzrokuje tamna tvar, točnije, drži galaksije i skupove galaksija na okupu opiranjem širenju svemira, a isto tako utječe i na patuljaste galaksije koje se nalaze u blizini velikih galaksija. Upravo na mjestima gdje je nakupljeno više tamne tvari očekujemo naći više patuljastih galaksija. Uz to, nadamo se detektirati i ostatke patuljastih galaksija koje su se raspale pod plimnim gravitacijskim utjecajima tamne tvari.

raspadnuta patulajsta galaksija
Ostaci raspadnute patuljaste galaksije oko veće galaksije NGC 5907. Izvor: Jay Gabany / Blackbird Observatory.

Do sad smo u svemiru otkrili svega nekoliko desetaka patuljastih galaksija, od kojih se njih dvadesetak nalazi oko Mliječne staze. Arrakihsova zadaća biti će promotriti stotinjak galaksija i područja oko njih, a one će biti udaljene otprilike 100 milijuna svjetlosnih godina od nas. Otkrićem sve većeg broja patuljastih galaksija i njihovih formacija nadamo se razriješiti dilemu oko standardnog kozmološkog modela koji predviđa postojanje velikog broja takvih galaksija, iako smo ih mi do sad uočili vrlo malo. Arrakihs će potragu vršiti novim, naprednijim dvostrukim kamerama (poput svemirskog dalekozora) na vidljivom i infracrvenom dijelu spektra, a uvelike će mu pomoći i manjak atmosfere koja bi mu smetala sa površine Zemlje.

Nova ESA-ina misija klasificirana je kao misija tipa F, od engleskog ‘fast’, što znači da se radi o misiji manjeg tipa čije se izvršenje očekuje relativno brzo. Lansiranje Arrakihsa očekuje se, najavljuju iz ESA-e, već početkom 2030-ih. „Svemirska znanstvena zajednica opet je pokazala kapacitet da smisli domišljate i inovativne misije i ponudi odgovore na uzbudljiva pitanja u svemirskoj znanosti, sve unutar granica brzih misija“, rekao je Günther Hasinger, ESA-in Znanstveni direktor.

Što god Arrakihs otkrio, još jednom postaje očito da se nalazimo u novom zlatnom dobu svemirskih istraživanja, a potraga za tamnom tvari na samom je rubu onoga što znamo o kozmosu i onoga što smatramo mogućim.

 


Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

t.me/kozmoshr


Izvori:

„ESA’s New fast mission is ARRAKIHS“. European Space Agency, 2022. https://www.cosmos.esa.int/web/call-for-missions-2021/selection-of-f2 (23.1.2023.).

Font, Andreea. „Arrakhis: The tiny satellite aiming to reveal what dark matter is made of“. Space.com, 2023. https://www.space.com/arrakhis-dark-matter-tiny-european-satellite (23.1.2023.).

Zaljubljenik u astronomiju od malih nogu. Diplomirani anglist. U slobodno vrijeme vjerojatno s frendovima u obližnjem kafiću. U paralelnom svemiru sam nešto od sljedećeg: pomorac, fizičar, astronaut, pisac, željezničar.

Pratite Kozmos na Google Vijestima.

CroCube