Przełomowe odkrycie astrofizyków: Masywne subhalo ciemnej materii wykryte w sąsiedztwie Układu Słonecznego

Astrofizycy przedstawili niezwykle przekonujące dowody na istnienie ogromnego skupiska ciemnej materii, określanego mianem subhalo, które znajduje się w bezpośrednim sąsiedztwie Układu Słonecznego. To doniosłe odkrycie stało się możliwe dzięki wykorzystaniu niespotykanej precyzji pulsarów, które w badaniach kosmicznych pełnią funkcję naturalnych chronometrów o najwyższej dokładności. Uzyskane wyniki są w pełni spójne z dominującymi modelami kosmologicznymi, według których galaktyki o strukturze podobnej do Drogi Mlecznej są otoczone przez rozległe, dyfuzyjne halo ciemnej materii, zawierające w sobie mniejsze zagęszczenia lub sploty zwane subhalo.

Szczegóły tego odkrycia zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie naukowym Physical Review Letters w dniu 29 stycznia 2026 roku. Badania oparto na precyzyjnej rejestracji minimalnych, skorelowanych przesunięć w sygnałach czasowych odbieranych od pary pulsarów. Ponieważ ciemna materia nie wchodzi w interakcje ze światłem i pozostaje niewidoczna dla tradycyjnych teleskopów, jej obecność jest wnioskowana wyłącznie na podstawie oddziaływania grawitacyjnego. Zespół badawczy, na którego czele stanęła doktor Sukanya Chakrabarti z University of Alabama w Huntsville, przeprowadził wnikliwą analizę efektów grawitacyjnych wywieranych na ten konkretny układ podwójny pulsarów.

Zarejestrowana perturbacja grawitacyjna wskazuje na obecność niewidocznego obiektu o masie szacowanej na około 10 milionów mas Słońca, którego rozpiętość wynosi kilkaset lat świetlnych. Naukowcy skrupulatnie zweryfikowali brak jakichkolwiek widzialnych obiektów, takich jak gromady gwiazd czy obłoki gazu, które mogłyby odpowiadać tak potężnej masie w wyznaczonym obszarze. Stanowi to silny dowód na to, że wykryta masa to w rzeczywistości ciemna materia. Ten kandydat na subhalo znajduje się w odległości około 3260 lat świetlnych, co odpowiada jednemu kiloparsekowi od Słońca.

Zastosowana w badaniach metodologia opierała się na technice timingu pulsarów, w której szybko rotujące gwiazdy neutronowe służą jako niezwykle stabilne wzorce czasu. Nawet najmniejsze, mikroskopijne zniekształcenia w okresie orbitalnym między dwiema takimi gwiazdami pozwalają ujawnić przyspieszenie wywołane przez jakikolwiek pobliski, masywny obiekt o dużej gęstości. Badanie objęło szeroki zestaw danych, a istotny statystycznie sygnał uzyskano z jednej konkretnej pary spośród 53 przeanalizowanych systemów. Zarejestrowany sygnał przyspieszenia oszacowano na poziomie około 10⁻⁹ cm/s².

Badania wykorzystujące przyspieszenia pulsarów pozwalają po raz pierwszy na tak precyzyjne określenie właściwości subhalo ciemnej materii w naszej Galaktyce poprzez analizę pola przyspieszeń zarówno binarnych, jak i pojedynczych pulsarów. Jeśli to odkrycie zostanie definitywnie potwierdzone przez kolejne obserwacje, będzie to pierwsze zidentyfikowane subhalo ciemnej materii o takiej skali w obrębie Drogi Mlecznej. Tego rodzaju detekcja dostarcza naukowcom potężnego i bezpośredniego narzędzia do zgłębiania fundamentalnej natury ciemnej materii, umożliwiając weryfikację i zawężenie parametrów różnych modeli kosmologicznych.

Doktor Chakrabarti zaznacza, że subhalo stanowią kluczowy element teoretycznych modeli ciemnej materii, a teraz badacze dysponują realnym narzędziem do ich wykrywania, co pozwala na znacznie dokładniejszą ocenę masy niż jakakolwiek metoda stosowana w przeszłości. Istnienie takich skupisk było od dawna przewidywane przez teorie naukowe, jednak ich bezpośrednia obserwacja pozostawała dotąd poza zasięgiem instrumentów badawczych. Ten brak dowodów prowadził wcześniej do powstania tak zwanego problemu brakujących satelitów w porównaniu z symulacjami teoretycznymi, który dzięki nowym danym może zostać wkrótce rozwiązany.