Znany z „Diuny” melanż, zwany przyprawą, pozwalał nawigować pilotom statków kosmicznych. Dzięki tej substancji dostrzegali to, co niewidoczne, czyli np. bezpieczną ścieżkę w czasoprzestrzeni. Poza tym melanż był narkotykiem, bardzo skomplikowaną chemicznie substancją dającą niezwykłą moc. A choć o melanżu nie wiemy dużo, to jeszcze mniej wiemy o wyjątkowo tajemniczej ciemnej materii. To hipotetyczna forma materii, która nie emituje i nie odbija promieniowania elektromagnetycznego.
Teleskop ARRAKIHS będzie szukał ciemnej materii
Głównym celem misji ARRAKIHS jest właśnie badanie ciemnej materii. Według naukowców może być jej nawet do pięciu razy więcej we Wszechświecie niż zwykłej materii. Ze względu na jej właściwości, bezpośrednie wykrycie ciemnej materii jest bardzo trudne. Jej istnienie zdradzają jedynie wywierane przez nią efekty grawitacyjne.
Wizualizacja teleskopu ARRAKIHS / fot. Rafael Guzmán/ESA proposal
I właśnie te efekty grawitacyjne ma wykrywać teleskop ARRAKIHS. Poszuka ich w galaktykach karłowatych, okrążających galaktyki takie jak nasza Droga Mleczna.
ARRAKIHS to misja podobna do Comet Interceptor
Misja jest klasyfikowana jako szybka (F), czyli ma przyspieszony czas realizacji. Ten przyspieszony czas oznacza, że od momentu ogłoszenia misji do jej faktycznego startu nie powinno upłynąć więcej niż 10 lat. Pod względem realizacji będzie to misja analogiczna np. do Comet Interceptor.
Ta misja ma zbadać tzw. dziewiczą kometę. Zgodnie z planem Comet Interceptor wystartuje w 2029 roku. Potem zakotwiczy potrójną sondę w tzw. punkcie libracyjnym L2. Zaledwie kilka miesięcy później ma wystartować ARRAKIHS. Ów satelita ma nawet przelecieć w pobliżu Comet Interceptora.
Jak wykryć ciemną materię?
Ponieważ ciemna materia wciąż wymyka się wykryciu, misja będzie celować w źródła światła, które są na nią wrażliwe. – Spodziewamy się, że normalna materia – ta, która faktycznie emituje światło, taka jak gwiazdy w galaktykach – porusza się głównie pod wpływem ciemnej materii. Wierzymy, że całe galaktyki są przemieszczane tam i z powrotem przez leżącą pod spodem ciemną materię – przekonuje dr Rafael Guzmán z Instytutu Fizyki Uniwersytetu w Kantabrii, twórca założeń misji.
Uważa się, że ciemna materia jest nierównomiernie rozmieszczona we Wszechświecie. Tworzy swego rodzaju „kosmiczną sieć”, rozciągającą się na ogromnych odległościach. Niektóre z tych zagęszczeń powinny być wypełnione małymi galaktykami zwanymi galaktykami karłowatymi, podczas gdy inne składałyby się wyłącznie z ciemnej materii.
Wskazówką mogą być również szczątki po tych galaktykach karłowatych, które zapuszczają się zbyt blisko swych galaktyk macierzystych. Gdy otaczająca ciemna materia rozrywa te galaktyki poprzez pływy grawitacyjne, zaczynają one rozpadać się w długie strumienie gwiazd. Te cienkie zasłony światła są kolejnym połączeniem z niewidzialnym.
– Licząc i mierząc ich kształty, możemy wywnioskować, z jakiego rodzaju cząstek składa się ciemna materia. A ostatecznie, który model kosmologiczny jest najdokładniejszy – dodaje dr Guzmán.
ARRAKIHS zostanie wyposażony w superczułą kamerę
Obserwowanie tego słabego światła gwiazd okazało się wyzwaniem nawet dla największych teleskopów naziemnych. Wymaga to bardzo głębokiego obrazowania i przeglądu dużych części nieba. Poza tym atmosfera ziemska jest w tym przypadku przeszkodą.
ARRAKIHS będzie prowadził obserwacje z kosmosu. Dokona tego za pomocą innowacyjnej kamery, która bada głębiej zarówno światło widzialne, jak i tzw. bliską podczerwień. Ma też szerokie pole widzenia i doskonałą rozdzielczość.
Teleskop ma obserwować około sto układów podobnych do naszej Galaktyki. Znajdują się one w odległości do 100 milionów lat świetnych od nas.
– ARRAKIHS odnajdzie wiele brakujących elementów układanki, której częścią kluczową jest ciemna materia. Pozwoli to uzupełnić naszą wiedzę o bliskim Wszechświecie. Stanie się również przyczynkiem do nowych, pogłębionych obserwacji prowadzonych dzięki budowanym obecnie obserwatoriom, takim jak Obserwatorium Very Rubin. Mamy nadzieję, że te szczegółowe, połączone obserwacje w końcu ujawnią tajemnicę ciemnej materii – mówi dr Guzmán.
Źródło: ESA.
