MACHOs som mörk materia

Fördelningen av den mörka materien i en stor simulering av strukturformation i universum. Den mörka materien klumpar ihop sig i halos som förbinds i ett komplext nätverk av filament. I de nya simuleringarna har denna information används för att ge en mer realistisk uppskattning av de gravitationella linseffekterna från MACHOs. Credit: Joerg Colberg, VIRGO consortium.

Forskare vid Stockholms observatorium har genomfört de mest realistiska simuleringarna hittills av gravitationell mikrolinsning från kompakta, mörka objekt.

Idag tros det allmänt att cirka 90% av all materia i universum består av mörk materia. Trots att den är osynlig kan vi se effekterna av den, till exempel hur dragningskraften från den mörka materien i en galaxhop böjer av ljuset från avlägsna galaxer när det passerar - så kallad gravitationslinsning. En del av den mörka materien i universum skulle kunna bestå av små, mörka objekt, så kallade MACHOs (Massive Astrophysical Compact Halo Objects), med massor av samma storleksordning som stjärnor och planeter. När sådana kroppar passerar genom vår synlinje till avlägsna ljuskällor, t.ex. supernovor eller kvasarer, kan de upptäckas genom de gravitationella linseffekter som de orsakar.

Hittills har de flesta försök att modellera effekterna av linsning på dessa skalor, så kallad mikrolinsning, använt sig av antagandet att alla MACHOs ligger slumpmässigt och jämnt fördelade längs synlinjen. I en ny artikel av Erik Zackrisson och Teresa Riehm jämförs denna modell med en mer realistisk, där MACHOs istället följer den storskaliga fördelningen av mörk materia i universum. Medan en slumpmässig fördelning av linserna fungerar förhållandevis bra för de mest avlägsna ljuskällorna, visar det sig att uppskattningarna för antalet linser längs synlinjen till mer närbelägna ljuskällor kan bli fel med en faktor två. Detta medför stora osäkerheter om man använder linseffekten av endast några enstaka synlinjer för att uppskatta hur mycket av den mörka materien som kan vara i form av MACHOs. Modellen används även för att undersöka om de observerade variationerna i kvasarers ljusstyrka kan härröra från linseffekten från MACHOs, vilket tidigare hävdats. Detta visar sig inte vara fallet, vilket innebär att kvasarernas ljusvariationer måste orsakas av något annat fenomen.