Vesmírny šum Mliečnej cesty: Vedci odhalili tajomstvo, ktoré sme doteraz úplne ignorovali

Podľa informácií portálu Universe Today sa naša galaxia neustále chveje pod vplyvom gravitačných vĺn, ktoré produkuje nespočetné množstvo binárnych hviezdnych systémov.

Ide najmä o bielych trpaslíkov, vyhorené a mimoriadne husté jadrá hviezd, ktoré okolo seba krúžia v tesnej blízkosti. Hoci sú jednotlivé vlny z týchto dvojíc pre naše súčasné prístroje príliš slabé, ich spoločný hlas splýva do nepretržitého nízkofrekvenčného šumu, ktorý sa šíri celým vesmírom.

Kozmický orchester, ktorý nepretržite hrá

Na to, aby sme tento tichý galaktický koncert zachytili, stavia Európska vesmírna agentúra (ESA) v spolupráci s NASA ambicióznu misiu s názvom LISA (Laser Interferometer Space Antenna). Pôjde o trojicu satelitov lietajúcich vo vesmíre v tvare obrovského trojuholníka. Tie budú pomocou laserov merať aj tie najmenšie deformácie časopriestoru, ktoré cez ne prejdú.

Na tento prekvapivý jav, ktorý výrazne ovplyvňuje nadchádzajúce merania, vyplynulo z najnovších zistení dvoch astrofyzikov z Paríža. Tí si uvedomili niečo, čo ich kolegovia doteraz prehliadali.

Naša galaxia totiž nie je statická. Hviezdy vrátane spomínaných binárnych systémov obiehajú okolo galaktického jadra obrovskou rýchlosťou približne 230 kilometrov za sekundu. A táto rotácia má na gravitačné vlny zásadný vplyv.

Dopplerov efekt priamo v časopriestore

Určite poznáš ten moment, keď okolo teba prechádza sanitka so zapnutou sirénou. Keď sa približuje, jej zvuk má vyššiu frekvenciu, a keď sa vzďaľuje, tón náhle klesne. Presne toto je Dopplerov jav a v našej rotujúcej galaxii funguje úplne rovnako, no namiesto zvukových vĺn deformuje vlny časopriestorové. Keď sa k nám rotujúce binárne hviezdy približujú, ich gravitačné vlny sa stláčajú. Keď sa vzďaľujú, vlny sa naopak naťahujú.

Keďže sa pozeráme na rotujúci disk galaxie zvnútra, tento posun je v každom smere na oblohe iný. Vedci z Paríža vôbec po prvýkrát vypočítali presný matematický vzorec pre tento galaktický Dopplerov posun a položili si kľúčovú otázku: Čo ak by sme ho pri spracovaní dát z misie LISA jednoducho ignorovali?

Prečo nemôžeme ignorovať galaktický kolotoč

Výsledky ich analýzy boli pomerne znepokojivé. Ak by analytici nezapočítali rotáciu Mliečnej cesty, ich odhad o počte mŕtvych hviezd v našej galaxii a o ich presnej hmotnosti by bol výrazne skreslený. Chyba by bola porovnateľná s presnosťou samotných citlivých prístrojov misie LISA, čo by znehodnotilo dôležitú časť vedeckého výskumu.

Ralf Kaehler/SLAC National Accelerator Laboratory

Dobrou správou je, že oprava tohto problému je pomerne jednoduchá. Stačí upraviť matematické šablóny, ktoré budú vedci na analýzu dát používať. Navyše, táto oprava prináša so sebou fantastický bonus. Tým, že v galaktickom šume dokážeme presne prečítať vplyv rotácie, misia LISA nám umožní zmerať rotáciu Mliečnej cesty nezávisle od klasických teleskopov snímajúcich svetlo hviezd.

Čo to znamená pre nás

Tento objav nám dáva do rúk nový nástroj na pochopenie neviditeľnej kostry našej galaxie. Kým niektoré vesmírne objekty ovplyvňujú divoké kolízie, napríklad Venuša, do ktorej v minulosti narazil masívny objekt veľkosti Mesiaca a zmenil jej rotáciu, rotácia celej Mliečnej cesty je stabilná a riadi sa gravitáciou všetkej jej hmoty vrátane tej temnej. Presné zmapovanie tohto gravitačného šumu nám tak môže pomôcť definitívne rozlúštiť záhadu temnej hmoty, ktorá drží našu galaxiu pohromade, no stále zostáva pre naše prístroje neviditeľná.

Čítajte viac z kategórie: Vesmír a veda