巨大な暗黒物質の雲が太陽系の近くに潜んでいる可能性がある

私たちの太陽系の隣には、巨大な暗黒物質の雲があるようです。私たちはこれまで天の川銀河でこれらの雲を発見したことはありませんでしたが、パルサーと呼ばれる正確な宇宙時計によってついにそれが可能になりました。

私たちの最良の宇宙論モデルでは、銀河はハローと呼ばれる暗黒物質の希薄な雲の中に埋め込まれており、全体に小さなサブハローが点在していると考えられています。しかし、暗黒物質は光を放出、吸収、反射しないため、ハロー、特にサブハローを見つけるのは非常に困難です。

これを発見するために、アラバマ大学ハンツビル校のスカニャ・チャクラバルティ氏らは、パルサーと呼ばれる高速で回転する一対の中性子星を使用した。パルサーは驚くほど規則的な速度で回転し、その際に光線を空に広げ、そのため重要な宇宙時計となっています。これらのペアを使用すると、互いの周りの軌道の変化を利用して、巨大な物体が近くにあるときに発生する加速度を測定できます。

暗黒物質は重力を介して通常の物質と相互作用するため、暗黒物質のサブハローが一対のパルサーの近くにある場合、その軌道はわずかに伸びるはずです。それはまさに、チャクラバルティと彼女の同僚が太陽系から 3000 光年ちょっと離れたところで発見したものです。 「パルサーは 1 対あり、 [individual] その周りのパルサー – 空のこの部分に、これらすべてのパルサーを私たちが予期していなかったこの奇妙な方向に引き寄せている何かがあります」とウィスコンシン大学ミルウォーキー校のチームメンバーであるフィリップ・チャンは言います。

研究者らは引力の範囲を分析し、その引力が太陽の質量の約6000万倍、直径数百光年の天体から来たものに違いないことを発見した。彼らは、謎の巨大な物体の位置を星、ガス、その他の通常の物質でできた天体の地図と比較しましたが、一致するものは見つかりませんでした。研究者らによれば、その物体が本当に存在するのであれば、それはまだ明確に確認されていないが、それは暗黒物質に違いない。

もしそうなら、それは銀河の片隅にあるそのサイズの唯一のサブハローである可能性があります。 「局所的には 1 つか 2 つしか存在しないかもしれませんが、それは暗黒物質のモデルによって異なります」とニューヨークのロチェスター大学のアリス・クイレンは言う。 「異なるモデルは、これらの塊の異なる分布を予測します。」

それが、そもそもチャクラバルティをサブハロー狩りの道に導いた理由です。 「私たちの目標は、銀河全体でできる限り多くのサブハローをマッピングすることであり、それが可能になり始めたばかりです。そして最終的な目標は、暗黒物質の性質を理解することです」と彼女は言います。

しかし、パルサー連星は比較的まれです。重力による加速度を測定できるほど正確な観測結果が得られているのは 27 個だけです。これが、このサブハローがこれまで発見されなかった理由の 1 つです。 「パルサーの数は有限なので、より多数の天体を使ってパルサーを追跡する別の方法を考え出そうとしています」とチャン氏は言います。もし彼らがそれを行うことができれば、私たちはついに暗黒物質が実際に何であるかを調査するための重要なツールを手に入れることができるかもしれません。