Är machos mörk materie
av Ragnhild Artimo Forum 1993-14, sida 14-15, 04.11.1993
Halo av mörk materie runt Vintergatan
Stora Magellanska molne . . . Stjärna . . ot . MACHO på sin bana " on . om mellan jorden och en stjärna . . . , . 8 . . Lal . . . ee" . ot et 05 “3 . Ad ot . . . , .| . . et . ” ” M , ” ” . .|’ .’ ee! . . . . . .| . . . . . 0” Vintergatan .’ Jorden I ” es . , .
ÄR MACHOS
MORK MATERIE?
Ragnhild Artimo
Forskarna har länge anat förekomsten av MACHOSs, massiva astrofysiska kompakta haloobjekt. Men nu har de första observationerna gjorts av dessa rymdens gå tfulla vandrare. De spännande frågan är: svarar horder av M
CHOs för bulken av sk.
mörk materie? Eller är de bara ensamma vilsna grågossar uta egen lyskraft physical Compact Halo Objects) är et led i jakten på mörk materie (se Forum nr 13/90). Och jakten på mörk eller osynlig materie är ett led i jobbet att få den kosmiska ekvationen att gå ihop, och Den Stora Smällens första viktiga nanosekunder nogsamt kartlagda.
Partikelfysikerna tacklar utmaningen laboratorie- och teorivägen, astronomerna observationsvägen. Uppfattningarna om den mörka eller osynliga materiens andel av universums totala massa divergerar med vida marginaler.
På jakt efter MACHOs
Hårdfakta av färskt datum är i alla fall att man otvetydigt nu hittat MACHOSs. Observationer gjorda av flera forskarteam utesluter feltolkning av fynden”.
MACHOSs är himlakroppar — jätteplaneter eller bruna dvärgar, små solar med allt Jöns på MACHOs (Massive Astro 1 för liten massa att utveckla erforderlig värme att “tända” en fusionsprocess. Det betyder en massa under en tiondedel av vår egen sol. MACHOSs antas röra sig i banor i den halo (“hölje”) av mörk materie som man tror att omger galaxerna, också vår egen Vintergata. Förekomsten av en halo av mörk materie skulle förklara att galaxerna “håller ihop” trots sin höga rotationshastighet; gravitationen från denna massa förhindrar galaxerna att “flyta ut”.
Sökarbetet efter MACHOs har utförts med en teknik utvecklad 1986 av Bohdan Paczynski vid Princetonuniversitetet. Han utgick från att om en MACHO passerar framför en avlägsen stjärna böjer gravitationen — MACHOSs egen massa — ljuset från stjärnan som en förstorande lins, varvid denna sk. gravitations- eller mikrolins får stjärnan att framträda ljusstarkare än dittills för den period “passagen” tar. Man valde det stora Magellanska molnet (LMC, Large Magellanic Cloud) som jaktmark: den na lilla galax på 150 000 ljusårs avstånd ansågs idealisk som fond för spaning efter MACHOSs i halon av mörk materie runt vår egen galax. Och det är mot LMC forskarteam på södra halvklotet, därifrån molnet är synligt, har haft teleskopen inriktade.
Hallå där ute!
För några veckor sedan belönades dessa ansträngningar. Ljuset från en iakttagen stjärna uppvisade vid datorscanning precis de kalkylerade förändringar som bara kunde vara resultatet av ett mikrolinsfenomen initierat av en MACHO passerande framför stjärnan. Och inte bara en observation, utan tre, i rask följd: av amerikanska forskare vid två australiska observatorier. Mount Stromlo och Siding Spring, och et fransklett team vid ESO, European Southern Observatory, i Chile.
Som alla detektivjobb handlar också jakten på MACHOSs om långsamma, minutiösa och petigt noggranna undersökningar: forskarna har hittills analyserat data från 3,3 miljoner av de runt 15 miljoner stjärnor som varit förernål för monitoring varje natt sedan början av 1992. Den första MACHO som nu fastnade i analysnätet antas vara en brun dvärg med 0,03…0,3 av Solens massa.
Massor av MACHOSs?
Tre observationer räcker för att klart verifiera MACHOS existens, anser Heikki Oja, docent vid Helsingfors universitets astronomiska institution och välkänd och välläst örfattare till otaliga faktaverk. Nästa höst utkommer “Polaris — nuorten tähtitietoa”, tänkt bland annat som kursbok, och han re Källor: New Scientist 25.9.1993: First Sight Of “Invisible” Motter/Leigh Doyton; TIME 44.10.1993: Twinkles In The Dark/Michael
D. Lemonic digerar också et sammelverk kring SETI, sökande efter extraterrestial intelligens.
- MACHO-observationerna kom ju inte som någon överraskning för forskarna utan vär snarare belöningen för flit och oeftergivlighet. Det är nu det blir spännande: att se om man hittar “tillräckligt av dem. Men redan dessa tre observationer. som förutsatte en statistiskt sällsynt konstellation.
ämligen att objektet passerade framför en stjärna, i linje med Jorden, antyder kanske att Macho-förekomsten är betydande.
Frågan om huruvida MACHOSs kan antas bestå av mörk materie vill Oja inte gissa svaret på.
— En rätt allmänt omfattad hypotes är att den mörka eller osynliga materien utgör 90 procent av universums hela massa och den synliga alltså bara 10 procent. Om man utgår från möjligheten att MACHOSs skulle svara för bulken av den mörka materien borde det bara i vår egen galax Vintergatan finnas tiotusentals miljarder MACHOSs eftersom man för Vintergatans del har observationer på 500 miljarder stjärnor. som alla har en många gånger större massa än en MACHO kan ha.
Det gäller alltså för astronomerna att vaka och bedja vid teleskopen.
Förekomsten av MACHOs kan ocks tvinga till revideringar om uppfattningen av den interstellära aktiviteten, menar Heikki Oja: hittills har man utgått från att endast stjärnor ”föds” i den interstellära rymden. men om man skall ta med MACHOs i den celesta makrokalkylen kan man inte utesluta att också dessa himlakroppar kontinuerligt måste bli till i stjärnornas hem,
Att man nu hittat MACHOSs ger enligt Oja ännu inga indikationer om den kosmiska ”livscykeln” och hypotesen om Den Stora Kollapsen — en omvänd Stora Smällen, som kunde vara en följd om universum har en tillräcklig total massa.
Hypoteser är inte teser
Professor Mauri Valtonen vid Åbo universitets astronomiska institution ser heller inget i sig överraskande i de färska MACHO-fynden. Han har själv varit engagerad i forskning som fokuserats på att kartlägga den interstellära rymden. Finland är ju tredjedels partner i det nordiska jätteteleskopet på Kanarieöarna.
Han medger att MACHO-fynden genom den erforderliga konstellationen är statistiskt betydelsefulla. Däremot är han skeptisk till hypotesen om mörk materie som e laobjekt. Stjärnan till vi servechar - liksom Magell överväldigande merpart av universums hela massa — och kritisk till den energiska jakten på denna förmenta dominerande bit av världsalltet.
- Partikelfysikerna är speciellt förälskade i hypotesen om 90 procent mörk materie kontra 10 procent synlig. Men dei finns inga belägg för att teorin skulle hålla. Vad man med säkerhet vet är att det finns osynlig materie, och att dess massa är tre, högst fyra gånger större än den synliga materiens massa — dessa kalkyler baserar sig på empiriska fakta.
Valtonen påpekar en grundläggande skillnad i problemhantering mellan fysikerna och astronomerna — Partikelfysikerna är sysselsatta med att på teoretisk väg och i laboratorieförhällanden kartlägga universums första ögonblick. den första 103 sekunden efter Den Stora Smällen, och försöka definiera mängden materie då. Astronomerna arbetar med observationer av det synliga universum och dess dynamik, och jobbar med en mera gripbar verklighet. 90/10 procentsteorin har varit något av ett modefenomen och idag har många teoretiska fysiker redan dragit öronen åt sig och tagit avstånd från hypotesen. L jer (till r MA. kompakta -höAcharnar, ob” " från södra halvklotet: (rote: Ursa) I ön