Titokzatos sötét anyag a Naprendszer közelében

Svájci kutatók a számunkra láthatatlan, sötét anyag fejlődését modellezték egy szuperszámítógéppel. A hónapokig tartó számítások meglepő eredményt hoztak.

A zürichi egyetem kutatói a sötét anyag egyik feltételezett formájának fejlődését vizsgálták az Univerzum korai korszakában. Eredményeik szerint a sötét anyag nem csupán a galaxisokat körülvevő gömb alakú térrészben, az ún. halóban lehet jelen, hanem kisebb fonalak és csomósodások a galaxis belső részein is létezhetnek. Ezek mintegy ezerévente a Naprendszer közelében is elhaladnak - anélkül, hogy észrevennénk.

A csillagokat és galaxisokat alkotó látható (fénylő) anyag a Világegyetem összes anyagának csupán töredékét - különböző becslések szerint 1-10%-át - teszi ki. Számos közvetett megfigyelés utal arra, hogy az Univerzumban jelentős mennyiségű láthatatlan, úgynevezett sötét anyag van jelen. Ez az anyagfajta (vagy ennek egy része) teljesen más lehet, mint a minket felépítő atomok, s környezetével csupán gravitációs kölcsönhatásban vesz részt.

A hideg sötét anyag alkotórészére az egyik jelölt a "neutralínó" névre keresztelt hipotetikus részecske, amely az Ősrobbanás során jöhetett létre. Az elméletek szerint ez a részecske részt vesz a gravitációs kölcsönhatásban, és feloldhatná a Világegyetem jelenleg leginkább elfogadott leírásának, a Standard Modell belső ellentmondásait, ám létezését eddig még nem sikerült bizonyítani.

A zürichi egyetem kutatói neutralínókból álló, hideg sötét anyag fejlődésére vonatkozóan végeztek számításokat az egyetem zBox nevű, 300 processzort tartalmazó szuperszámítógépével. A hónapokig tartó számítások meglepő eredményt hoztak.

Annyit már korábban is lehetett tudni, hogy az Univerzum korai szakaszában az anyag homogén eloszlású volt, ám léteztek benne rendkívül apró sűrűsödések, amelyek gravitációs hatásuk révén egyre több anyagot gyűjtöttek magukba. A sötét anyag gravitációs csomósodását a fénylő anyag is követte, s mintegy 500 millió évvel az Ősrobbanás után elkezdett kialakulni a látható anyag mai szerkezete: a csillagok, galaxisok és a galaxishalmazok.

Az elmúlt két évtizedben elterjedt elmélet szerint a galaxisokat jelentős mennyiségű sötét anyag veszi körül, amely a galaxis halójában található, s burokszerűen övezi a csillagvárosokat. Az új számítások eredményei azonban azt mutatják, hogy a sötét anyagban először csupán a Földéhez hasonló tömegű csomósodások jöttek létre, mintegy 20 millió évvel az Ősrobbanást követően. Ezek a magok olyan sűrűk, hogy az elmúlt sok milliárd év folyamán is egyben maradhattak, s ma is szabadon "úszkálnak" a galaxisokban, kölcsönhatva a bennük lévő látható anyaggal.

A meglepő eredmények szerint ezek a sötét anyagból álló "mini csomósodások" mintegy ezer évente a Naprendszer közelében is elhaladhatnak. Ekkor az Oort-felhőben lévő törmelékanyagot gravitációs hatásukkal megzavarhatják, amelynek eredményeképp üstökösmagok indulhatnak a belső Naprendszer felé.

A neutralínó halók detektálása nem könnyű feladat, de nem is lehetetlen. Az elmélet szerint ugyanis ezek a csomósodások folyamatosan gamma-sugárzást bocsátanak ki, amint az ütköző neutralínó részecskék páronként megsemmisítik egymást. A sugárzás érzékelésének problémáját jól szemlélteti, hogy ez olyan teljesítmény lenne, mintha egy a Plútón elhelyezett gyertya fényét mutatnánk ki. Amennyiben az elmélet helyes, NASA 2007-ben induló GLAST (Gamma-ray Large Area Telescope) űrszondája minden bizonnyal képes lesz detektálni a Föld-tömegnyi sötét anyagból álló csomók gyenge gammasugárzását.