Пульсары — это остатки взрыва массивных звезд в конце их жизни. Это событие известно как сверхновая, и по мере того, как они быстро вращаются, они проносятся высокоэнергетическим лучом по космосу, как маяк. Выравнивание некоторых пульсарных лучей означает, что они проносятся по Земле предсказуемо и с точной регулярностью. Они могут быть и часто используются в качестве измерителей времени, но группа астрономов обнаружила тонкие изменения времени в некоторых пульсарах, намекающие на невидимую массу между пульсарами и телескопами — возможно, сущности темной материи.
Открытие пульсаров в 1967 году произвело революцию в нашем понимании звездной эволюции. Они образуются во время коллапса сверхмассивных звезд в конце их жизни. Когда термоядерная реакция в ядре прекращается, врывающийся звездный материал, обрушиваясь на ядро, сжимает его до невероятной плотности. Материал, который когда-то составлял звезду, в результате этого процесса сжимается в сферу диаметром всего несколько десятков километров. Пульсары тесно связаны с нейтронными звездами, которые образуются в результате того же процесса, и считается, что единственное отличие заключается в том, что у одного есть высокоэнергетический луч, который пронзает Землю, а у другого — нет.
Группа, изучающая пульсары, недавно обнаружила намеки на потенциальные объекты темной материи через изменения в событиях синхронизации пульсаров по мере их вращения. Профессор Джон Лосекко из Университета Нотр-Дам выступил на Национальном астрономическом собрании в Университете Халла и подчеркнул точность хронометража на основе пульсаров. «Наука продвинулась вперед с точными методами измерения времени», — отметил он, сравнивая атомные часы Земли с пульсарами в космосе. Хотя гравитационное воздействие на свет было изучено более столетия назад, его применение для обнаружения скрытых масс до сих пор оставалось в значительной степени неизученным.
Профессор ЛоСекко и его команда отметили крошечные отклонения в синхронизации пульсара, что говорит о том, что радиоволны могут перенаправляться вокруг невидимой массы, расположенной где-то между пульсаром и телескопом. ЛоСекко предположил, что эти массы потенциально могут быть темной материей!
Изучая задержки и анализируя прибытия радиоимпульсов (которые обычно были точными с точностью до наносекунды), они исследовали путь радиосигналов в рамках последнего исследования Parkes Pulsar Timing Array. Другими телескопами, участвовавшими в этой инициативе, были Effelsberg, Nançay, Westerbork, Green Bank, Arecibo, Parkes и телескоп Lovell в Чешире. Используя эти данные и данные Parkes, были проанализированы времена прибытия импульсов.
Результаты показали, что импульсы происходят регулярно каждые три недели в трех наблюдательных диапазонах. Однако, когда темная материя вызывает задержки во времени прибытия, эти задержки демонстрируют отчетливые формы, пропорциональные массе темной материи. Области с темной материей замедляют прохождение света и влияют на время пульсара. Солнце, например, может создавать задержку около 10 микросекунд, однако разница во времени в 10 000 раз меньше. Детальное изучение точных данных 65 «миллисекундных пульсаров» выявило около двенадцати случаев, предполагающих взаимодействие с темной материей.
Источник: Как астрономы используют пульсары для наблюдения за существованием темной материи
