Új kozmikus rejtély, itt a sötét áramlás

Ha valakinek még nem lenne elegendő a sötét anyag és a sötét energia, akkor most íme egy újabb kozmikus fejtörő. Az univerzumban egyes anyag foltok látszólag rendkívül nagy sebességgel egy egységes irányba mozognak, amit lehetetlen megmagyarázni az ismert gravitációs erőkkel.

A csillagászok a jelenségnek a sötét áramlás nevet adták. A kutatók szerint annak a valaminek, ami maga felé húzza ezt az anyagot, kívül kell esnie a látható világegyetemen. A látható világegyetem alatt nem csupán az értendő, ameddig a szem vagy akár a legnagyobb teljesítményű teleszkópok ellátnak, valójában van egy alapvető korlátja az általunk észlelhető univerzumnak, függetlenül műszereink fejlettségétől. Az elméletek szerint a világegyetem 13,7 milliárd évvel ezelőtt jött létre, tehát ha a fény rögtön az ősrobbanás után elindult felénk, a legnagyobb távolság, amit megtehetett, 13,7 milliárd fényév. Az univerzumnak azonban lehetnek olyan részei is, amik ennél távolabbra esnek, mi viszont nem látunk tovább annál, mint amit a fény meg tud tenni az univerzum teljes kora alatt.

A tudósok a kozmosz legnagyobb szerkezetei, a hatalmas galaxishalmazok tanulmányozásakor fedezték fel az áramlást. Ezek a halmazok megközelítőleg ezer galaxis összességei, melyek közt számos egészen forró, röntgensugarakat kibocsátó galaxis is akad. A röntgensugarak és az ősrobbanásból visszamaradt kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás (KMH) kölcsönhatásának tanulmányozásával a tudósok nyomon tudják követni a halmazok mozgását.

A röntgensugarak nagy léptékű mozgásukkal szétszórják a fotonokat a KMH-ban, eltolva hőmérsékletét az úgynevezett kinematikus Szunyajev-Zeldovics (SZ) effektus hatására. Ezt a hatást eddig még nem sikerült galaxishalmazok esetében kimutatni, szemben az SZ-effektus termális válfajával, ami azonban körülbelül egy egész nagyságrenddel erősebb. Alexander Kashlinsky a NASA Goddard Űrrepülő Központjának asztrofizikusa azonban úgy vélte, ha nagy számú halmazzal próbálnák keresni a gyengébb SZ-effektust, akkor sikerrel járhatnának. Kutatócsoportjával 700 halmazból álló katalógust kezdett tanulmányozni, ami kiterjedését tekintve eléri a 6 milliárd fényévet, megközelítőleg a látható univerzum felét. A halmazkatalógus adatait összevetették a NASA WMAP műholdja által készített KMH-térképpel, ami meglepő eredményeket hozott.

Az elemzés szerint a halmazok közel 3,2 millió kilométert tesznek meg óránként a Centaurus és a Vela csillagkép közötti terület felé. Ez a mozgás különbözik az univerzum kifelé történő terjeszkedésétől - amit elméletileg a sötét energia gyorsít. "Egy rendkívül jelentős sebességre bukkantunk, ami ezen felül nem csökken a távolsággal, legalábbis amíg mérni tudjuk" - nyilatkozott Kashlinsky a SPACE.comnak. "A látható univerzumban az anyag nem tanúsíthat ilyen mérvű áramlást."



A mozgó galaxishalmazok forró gáza (fehérrel) eltolja a KMH hőmérsékletét. Több száz távoli halmaz mozog az égbolt egy foltja (lilával jelölve) felé
A kutatók ebből arra következtetnek, hogy bármi okozza is a halmazok mozgását, annak az ismert univerzumon kívül kell elhelyezkednie. A felfúvódás elmélete szerint az általunk látott világegyetem csak egy kis téridő-buborék, ami gyors tágulásnak indult az ősrobbanást követően. A kozmosznak azonban más részei is lehetnek ezen a buborékon túl, amiket mi nem láthatunk. Ezekben a régiókban a tér-idő egészen más lehet, valószínűleg nem tartalmaz csillagokat és galaxisokat, amik csak a mi buborékunk adott tömegsűrűségének következtében alakultak ki. Rendelkezhet azonban hatalmas, nagy tömegű szerkezetekkel, sokkal nagyobbakkal, mint amik a látható univerzumban találhatók, ezek vonzhatják magukhoz a galaxishalamzokat, előidézve a sötét áramlást.

"A mozgásért felelős szerkezeteket olyan távolságba tolta ki a felfúvódás, hogy becslésem szerint több százmilliárd fényévnyire lehetnek, amit a legmodernebb távcsövekkel sem láthatunk, mert az általuk kibocsátott fény nem képes elérni minket" - taglalta Kashlinsky. "Egy ilyen koherens folyam létrehozásához valamilyen egészen különleges szerkezetre lenne szükség, talán egy meggörbült téridőre, ez azonban pusztán csak spekuláció."

Bár a felfúvódás elmélet számos fura arculatot jövendöl a távoli univerzumnak, nem sokan számoltak a sötét áramlással. "Nagy meglepetés volt ez nekünk, és feltételezem mindenki másnak is" - mondta Kashlinsky. "A felfúvódás bizonyos modelljeiből lehet ugyan következtetni ilyen szerkezetekre, és az irodalomban van is néhány utalás, ezt azonban nem igazán vettük komolyan, mostanáig."

A kutatás részleteiről az Astophysical Journal Letters október 20-i száma számol be.