Мисия Аракис – разкриване на мистериите на тъмната материя
Европейската космическа агенция наскоро обяви нова Мисия от своята научна програма, а именно телескоп в орбита около Земята, наречен „Аракис“ (Arrakhis).
Името му е вдъхновено от научно-фантастичния роман Дюн, но той няма да търси пясъчни червеи или „подправки“ на пустинна планета.
Вместо това, сателитът ще се опита да проследи едно от най-неуловимите и мистериозни вещества във Вселената – тъмната материя. Това е термин, даден на „хипотетичната невидима материя, за която се смята, че е по-изобилна от нормалната материя и има подобен гравитационен ефект върху заобикалящата я среда“.
Мисията е класифицирана като F, т. е. бърза, което означава, че е по-краткотрана, по-целенасочена и има по-бърз обрат, по-малко от десет години от стартиране, от другите типове мисии на Европейската космическа агенция. Предишната F-Мисия на Агенцията, избрана през 2019 г., се нарича „Comet Interceptor“.
Вече установена в стабилна точка в Слънчевата система, тази сонда чака комета да се появи и да прелети покрай нея, нещо, което трябва да се случи около началото на 2030 г.
Тъй като тъмната материя все още се изплъзва от разбирането й, Мисията ще се насочи към източници на светлина, които са чувствителни към нея. Очаква се нормалната материя – нещата, които всъщност излъчват светлина, като звездите в Галактиките – да се движат основно под влиянието на тъмната материя, която е по-изобилна.
Смята се, че цели Галактики се движат от основната тъмна материя, подобно на маяци, разпръснати в невидим океан. Тяхното плаване обаче е неравномерно, тъй като се вярва, че тъмната материя е разпределена неравномерно във Вселената, образувайки „космическа мрежа“ на огромни разстояния и имайки по-тромав вид в галактически мащаби.
Някои от тези групи са населени с малки Галактики, наречени „Галактики джуджета“, докато други са съставени изцяло от тъмна материя.
Има отломки, останали от онези Галактики джуджета, които се приближат твърде близо до Галактиките домакини, около които обикалят. Докато околната тъмна материя разкъсва тези Галактики чрез гравитационни приливи, те започват да се разплитат в дълги потоци от звезди, които се увиват около огромни участъци в пространството.
Тези тънки воали от светлина са друга връзка с невидимото. Чрез преброяване и измерване на техните форми може да се направи извод от какъв тип частици е изградена тъмната материя и в крайна сметка кой космологичен модел е най-точен.
Неравномерността в пространството е стабилна прогноза на земните космологични модели, тъй като представлява резултата от гравитацията, действаща върху материята. Въпреки това, земните модели дават противоречиви прогнози за броя им, който може да бъде по-голям или по-малък в зависимост от това от какъв тип частица или частици се приеме, че е съставена тъмната материя.
В „стандартния“ модел на космологията се приема, че частиците на тъмната материя са „студени“, което означава, че са тежки и се движат бавно, пример биха били „слабо взаимодействащите масивни частици“ или Wimps (Weakly interacting massive particle).
Четете още: Има ли „край“ Космосът или продължава „завинаги“?
Това означава, че Млечният път ще съдържа стотици струпвания от тъмна материя, някои от които ще съдържат Галактики джуджета. Но проблемът е, че се виждат само няколко десетки Галактики джуджета около Земята, което е много озадачаващо. Това може да означава, че повечето от тях са направени от тъмна материя.
Космолозите имат и други идеи. Например, ако тъмната материя е „топла“, което означава, че частиците са много по-леки и по-бързи, като например стерилни неутрино – ще има много по-малко струпвания като начало.
Наблюденията могат да дадат окончателната представа кой модел е правилният, но за да се стигне до там, първо е необходимо точно преброяване на Галактиките джуджета, обикалящи около Млечния път.
Има сериозни индикации, че Галактиките джуджета, открити досега в близост до Млечния път или други големи Галактики, са само „върхът на айсберга“, и че много други остават скрити зад светлината на своите домакини. Аракис ще може да открие тази липсваща популация дори на големи разстояния от Земята.
Наблюдението на тази слаба звездна светлина се оказва предизвикателство дори за най-големите телескопи на планетата, тъй като изисква много дълбоки изображения и изследване на големи части от небето.
Освен това атмосферата на Земята е пречка. Аракис ще наблюдава от Космоса с иновативна камера, която прониква по-дълбоко в оптичната и близката инфрачервена част на спектъра и с много по-широко зрително поле. Този тип камера също може да гледа назад към Земята с отлична разделителна способност.
Около сто системи, подобни на Млечния път, които ще бъдат наблюдавани, са на около 100 милиона светлинни години, където досега са открити само няколко Галактики джуджета и все още няма звездни потоци.
Когато се знае броя на Галактиките джуджета, които скоро ще бъдат открити, и как са разпределени в Космоса би трябвало да може да се определи правилния космологичен модел.
Аракис ще намери много от липсващите парчета в пъзела, който тъмната материя предоставя, допълвайки това, което вече се знае от близката Вселена и това, което ще се научи в бъдеще от други телескопи, като Евклид или обсерваторията Вера Рубин.
Надеждата е, че тези подробни комбинирани наблюдения най-накрая ще разкрият мистерията на тъмната материя и ще ни помогнат да разберем какво съставлява по-голямата част от материята в Космоса.
Lucky е съвременен митолог и разказвач. Той превръща древни легенди, неразгадани мистерии и любопитни исторически факти в увлекателни статии. Със силен фокус върху историческата достоверност и потайните аспекти на човешката култура, той изследва теми от мистични цивилизации и изчезнали империи до тайните на съвременното изкуство и наука. Всяка негова статия е пътешествие, което ви кара да погледнете отвъд очевидното.
