Bu sanatçının konsepti, ışığı dönerken düzenli atımlar halinde göründüğü için bir deniz fenerine benzeyen bir pulsarı göstermektedir. Pulsarlar, patlamış yıldızların yoğun kalıntılarıdır ve nötron yıldızları adı verilen bir nesne sınıfının parçasıdır. Kaynak: NASA/JPL-Caltech
Potansiyel karanlık madde nesnelerine dair kanıtlar, düzenli radyo dalgası ışınları yayan nötron yıldızları olan pulsarlar kullanılarak tespit edildi.
Bu ışınlar Profesör John LoSecco tarafından analiz edildi ve görünmeyen kütlenin, muhtemelen karanlık maddenin varlığını gösteren değişimler ve gecikmeler ortaya çıktı. LoSecco, birkaç radyo teleskopundan alınan hassas ölçümleri içeren PPTA2 araştırmasından gelen verileri kullandı. Çalışma, karanlık maddenin muhtemelen etkilediği yaklaşık bir düzine örnek buldu pulsar Bu araştırma sadece karanlık maddeyi anlamaya yardımcı olmakla kalmıyor, aynı zamanda diğer astronomik çalışmalar için pulsar zamanlama verilerini de iyileştiriyor.
Pulsarlarla Karanlık Maddenin Tespiti
Evrenin ‘zaman tutucularının’ yardımıyla potansiyel karanlık madde nesnelerine dair heyecan verici kanıtlar tespit edildi.
Bu pulsarlar (uzayda hızla ilerleyen deniz feneri benzeri radyo dalgaları yayan ve dönen nötron yıldızları) gizemli gizli kütleleri tespit etmek için kullanıldı.
Pulsarlar bu takma adı, milisaniyelerden saniyelere kadar değişen çok düzenli aralıklarla elektromanyetik radyasyon yaymaları nedeniyle almışlardır; bu da onları son derece hassas zaman tutucular yapar.
Araştırmanın arkasındaki gökbilimci ve Notre Dame Üniversitesi’nden Profesör John LoSecco, bulgularını yakın zamanda Hull Üniversitesi’ndeki Ulusal Astronomi Toplantısı’nda sundu ve “Bilim, zamanı ölçmek için çok hassas yöntemler geliştirdi” dedi.
“Dünyada atom saatlerimiz var, uzayda ise pulsarlarımız var.
“Yer çekiminin ışığı yavaşlattığı bir asırdan uzun süredir biliniyor ancak şimdiye kadar çok az uygulaması oldu.”
Bu görüntü, güçlü manyetik alanıyla (mavi) çevrili bir nötron yıldızının bir sanatçının izlenimini göstermektedir. Manyetik kutuplarının üzerinde dar bir radyo dalgası huzmesi (macenta) yayar. Yıldızın dönüşü bu huzmeleri Dünya’nın üzerinden süpürdüğünde, nötron yıldızı bir radyo pulsarı olarak tespit edilebilir. Kaynak: NASA Goddard/Walt Feimer
Pulsar Zamanlamalarındaki Değişimleri Gözlemlemek
Profesör LoSecco, pulsar zamanlamalarında değişiklikler ve gecikmeler gözlemledi; bu da radyo ışınlarının pulsar ile teleskop arasında bir yerde bulunan görünmeyen bir kütle yoğunluğunun etrafında hareket ettiğini gösteriyor.
Bu görünmeyen kütlelerin karanlık madde nesneleri için aday olduğuna inanıyor.
Profesör LoSecco, normalde nanosaniye olan radyo darbelerinin varış sürelerindeki gecikmeleri inceledi kesinlikParkes Pulsar Zamanlama Dizisi’nden PPTA2 araştırma verilerinin yayınlanması sırasında radyo darbelerinin yolunu araştırdı.
Devam eden bu proje, yedi farklı radyo teleskopundan (Effelsberg, Nançay, Westerbork, Green Bank, Arecibo, Parkes ve Lovell, ikincisi Cheshire’da) alınan verileri kullanarak darbe varış sürelerinin hassas ölçümlerini üretiyor.
Atımların üç gözlem bandında yaklaşık üç haftalık bir ritmi vardır.
Bir pulsarın zamana bağlı geometrisini gösteren grafik. Gözlemci tarafından görüldüğü şekliyle karanlık madde kosinüsü. Z ekseni gözlemciden pulsara doğru gider (soldaki nokta). En yakın yaklaşma noktası X ekseni boyunca D mesafesidir. Y koordinatı kütle konsantrasyonunun tahmini hızı boyunca yukarı doğrudur. Y boyunca yer değiştirme V t olarak alınır. Kütle konsantrasyonu (D, V t) düzlemindedir. Kredi: John LoSecco
Karanlık Madde Nedeniyle Varış Zamanlarındaki Sapmalar
Karanlık maddeden kaynaklanan varış sürelerindeki sapmalar, iyi tanımlanmış bir şekle ve kütlesiyle orantılı bir büyüklüğe sahiptir.
Karanlık madde bölgelerinin yakınından geçen ışık, varlığı nedeniyle yavaşlayacaktır. 65 ‘milisaniye pulsarlarından’ gelen hassas verilerin araştırılması, karanlık maddeyle etkileşimler gibi görünen yaklaşık bir düzine olayı ortaya çıkardı.
Profesör LoSecco, “Dünya’nın hareket etmesinden, Güneş’in hareket etmesinden, pulsarın hareket etmesinden ve hatta karanlık maddenin hareket etmesinden faydalanıyoruz.
“Gözlemlediğimiz kütle ile ‘saat’ pulsarımıza olan görüş hattı arasındaki mesafedeki değişimden kaynaklanan varış süresindeki sapmaları gözlemliyoruz.”
Güneş büyüklüğündeki bir kütle yaklaşık 10 mikrosaniyelik bir gecikme üretebilir. Profesör LoSecco’nun yaptığı gözlemlerin çözünürlükleri nanosaniye mertebesinde, 10.000 kat daha küçüktür.
Profesör LoSecco, “Bulgulardan biri Güneş’in kütlesinin yaklaşık yüzde 20’si kadar bir bozulma olduğunu gösteriyor” dedi. “Bu nesne karanlık madde adayı olabilir.”
Pulsar Zamanlama Veri Örneğini İyileştirme
Ayrıca bu araştırmanın bir yan etkisinin pulsar zamanlama veri örneğini iyileştirmesi olduğunu doğruladı. Bu hassas örnek, düşük frekanslı kütleçekimsel radyasyonun kanıtını aramak için toplandı.
Karanlık madde nesneleri bu verilere ‘gürültü’ ekliyor, dolayısıyla onları tanımlayıp kaldırmak, örneklerdeki bazı değişkenlikleri temizleyecek ve kütle çekim radyasyonuna yönelik diğer aramalar sırasında bu tür gürültüyü ortadan kaldıracak.
Karanlık Maddeye Işık Tutmak
Profesör LoSecco, “Karanlık maddenin gerçek doğası bir gizemdir,” dedi. “Bu araştırma, karanlık maddenin doğası ve Dünya’daki dağılımı hakkında yeni ışık tutuyor. Samanyolu ve ayrıca hassas pulsar verilerinin doğruluğunu da artırabilir.”