Halott csillagok leplezhetik le a sötét anyagot

Decemberben tette közzé legfrissebb eredményeit a LUX (Nagy Földalatti Xenon) kísérlet. Ha valaki lázasan kutatna az emlékei között, hogy miről is maradt le, akkor megnyugtatjuk - semmiről. A dél-dakotai Black Hills alatt másfél kilométerrel elhelyezkedő LUX a sötét anyagra legesélyesebb gyengén kölcsönható tömeggel rendelkező részecskéket (WIMP) keresi, azonban mind a mai napig nem talált semmit, pedig a kozmológusok szerint ezek a részecskék alkotják a világegyetem tömegének javát.

A LUX-ról azt is tudni kell, hogy ezen a téren a világ legérzékenyebb detektora, azonban ha a sötét anyag tulajdonságai csak egy kicsit is eltérnek attól, amire a LUX-t és a hasonló kísérleteket tervezték, akkor hiába várjuk az eredményeket. Ezért Paolo Pani, a római Sapienza Egyetem kutatója egy olyan módszert keresett a sötét anyag szondázására, ami nem függ a tulajdonságainak a kitalálásán. "Egy valamit biztosan tudunk a sötét anyagról, miszerint gravitációs kölcsönhatást fejt ki" - mondta.

A legalaposabban tanulmányozott gravitációs rendszerek a bináris pulzárok. A rendszerben egy pulzár - egy nagy sűrűségű halott csillag található, ami forgás közben egy elektromágneses sugárnyalábot bocsát ki, hasonlít a világítótornyokhoz. Ez a pulzár egy másik nagy sűrűségű, kompakt objektum, például egy fekete lyuk vagy egy neutron csillag körül kering.

A pulzár idővel egyre beljebb spirálozik, amit a gravitációs hullámok kibocsátása során bekövetkező energiavesztésnek tulajdonítanak. Pani bebizonyította, hogy a sötét anyag súrlódást eredményez ebben a rendszerben, a legtöbb esetben gyorsítva a pulzár spirális mozgását.

A jövő távcsövei észlelhetik ezt a parányi hatást. Ez, valamint az újabb bináris rendszerek felfedezése segíthet galaxis szerte meghatározni a sötét anyag sűrűségét, és több információt is elárulhat a természetéről. Például a pulzár pályahosszának csökkenési sebessége függhet attól, hogy a sötét anyag részecskék kölcsönhatásba lépnek vagy kioltják egymást.

"Nagyon okos ötlet" - értékelte Pani elvét Avi Loeb, a Harvard Egyetem tudósa, aki szerint ez a megfigyelési stratégia alkalmas lehet a NASA Fermi műholdja által észlelt, a galaktikus középpontból érkező gammasugár többletről kideríteni, vajon az a sötét anyag részecskék hatása, vagy valami sokkal hétköznapibb okozza.