Stephen Hawkingi üks kuulsamaid teooriaid tumeaine kohta - et see salapärane ja nähtamatu aine koosneb ürgsetest mustadest aukudest - sai hiljuti tohutu löögi. See järeldus tuleb tohutu teleskoobi abil, mis jäädvustas ühe võttega pildi tervest galaktikast.
Need leiud ei välista täielikult Stephen Hawkingi kuulsat ettekujutust. Kuid nad arvavad, et ürgsed mustad augud peaksid tumeda aine selgitamiseks olema tõeliselt pisikesed.
Tumeda aine müsteerium
Tume mateeria on nimi, mille füüsikud on andnud eriti salapärase nähtuse selgitamiseks: Kõik universumis liigub, tiirleb ringi ja pöörleb nii, nagu oleks massi rohkem, kui me suudame tuvastada. Selgitused tumeda aine kohta ulatuvad kummituslikest osakestest, mida nimetatakse neutrinodeks, tundmatute osakesteni kuni uute füüsikaseadusteni. 1970ndatel teadsid Stephen Hawking ja tema kolleegid, et Suur Pauk võis tekitada suure hulga suhteliselt väikeseid mustaid auke - igaüks umbes prootoni suurune. Neid pisikesi, iidseid mustaid auke oleks raske märgata, kuid need avaldaksid teistele objektidele suurt raskust - need on tumeaine kaks teadaolevat omadust.
Mustad augud ei eralda valgust, kuigi ülimaitsvad mustad augud, nagu galaktika Messier 87 keskmes, on narmastatud kuuma aine helgete ketastega. Ümarad mustad augud on aga miljardeid kordi väiksemad ja neil pole neid ümbritsevat nähtavat, hõõguvat ainet. Väikeste mustade aukude otsimine tähendab selle asemel kohtade otsimist, kus nende võimsad gravitatsiooniväljad valgust kõverdavad - seda nähtust nimetatakse mikrolülitamiseks.
Teleskoobid leiavad mikrolülitavaid mustaid auke, tehes tähelt aja jooksul palju erinevaid pilte. Selle tähe ees kulgev must auk moonutab selle valgust, pannes selle vilkuma; mida väiksem on must auk, seda kiirem on välk. "Kui mikrolennuga objektil on, ütleme üks päikese mass," ütles Takada Live Scienceile, viidates päikese massile, "ajakava on nagu mõni kuu või aasta." Kuid ürgsetel mustadel augutel, mida nad otsisid, oli sellest massist vaid väike osa, umbes Kuu mass. See tähendab, et nende välgud oleksid palju lühemad. HSC on "ainulaadne", ütles Takada, kuna see võimaldas neil teha pilte Andromeda galaktika kõikidest tähtedest korraga, hingematvalt kiirete (astronoomide jaoks) kokkupuuteintervallidega - iga intervall oli vaid 2 minutit pikk.
Takada ja tema meeskond tegid selge öösel 7 tunni jooksul umbes 200 pilti Andromeda galaktikast. Nad leidsid vaid ühe võimaliku mikrolennu ürituse. Kui ürgsed mustad augud moodustasid olulise osa tumedast ainest, oleks Takada sõnul pidanud neid nägema umbes 1000 mikrosüttivat signaali.
"Mikrolenseerimine on mustade aukude avastamise või nende välistamise kullastandard," ütles California - Riverside'i ülikooli musta augu füüsik Simeon Bird, kes selle tööga ei tegelenud. "See töö välistab ürgsed mustad augud tumeda ainena massides, kus varasemad piirangud ei olnud nii tugevad ega nii tugevad kui see uus. See on väga kena tulemus."
Kas see oli kirstu viimane nael? Kas Hawkingi teooria on tõesti surnud? Mitte nii, nagu Bird ja Takada väidavad, et teatud massivahemiku ürgsed mustad augud pole kandidaatidena endiselt täielikult kõrvaldatud.
"Ikka on mõned massid, kus piirangud on nõrgad, umbes 20-30 päikesemassi," ütles Bird Live Science'ile. "Need võivad ikkagi moodustada 1% kuni 10% tumedast ainest ... ja madalamate masside korral on ikka aken nagu väga väikese asteroidi massil."
"Meie füüsikud on väga põnevil, sest aken on alles," sõnas Takada. Andmed ei saa välistada neid kümneid pisikesi musti auke, kuna nende mustade aukude välgud oleksid liiga lühikesed, "nii et me peame selle tegemiseks mõtlema mõnele muule meetodile."
Nende uuringus tuvastati aga üks "välk". Ehkki tegemist oli ühe esialgse tulemusega, võib see osutuda uskumatult oluliseks: ürgse musta augu esmakordne avastamine, mis oleks Hawkingi teose murranguline kinnitus.
"Ainult üks tähelepanek pole nii veenev," sõnas Takada. "Vajame kinnitamiseks rohkem tähelepanekuid. Kui see tõesti nii oli, peaksime sama asja leidma ka edaspidi", kuna nad jätkavad HSC kasutamist mikrotasandi otsimiseks.
