Det er en "mørk slag" som sprenger hull i galaksen vår. Vi kan ikke se det. Det er kanskje ikke laget av vanlig materie. Teleskopene våre har ikke direkte oppdaget det. Men det virker som om det er der ute.
"Det er en tett kule av noe," sa Ana Bonaca, en forsker ved Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, som oppdaget bevis for påvirkeren.
Bonacas bevis for den mørke påvirkeren, som hun presenterte 15. april på konferansen til American Physical Society i Denver, er en serie med hull i galakas lengste stjernestrøm, GD-1. Stellar bekker er linjer med stjerner som beveger seg sammen over galakser, ofte med opprinnelse i mindre klatter av stjerner som kolliderte med den aktuelle galaksen. Stjernene i GD-1, rester av en "kuleklynge" som stupte i Melkeveien for lenge siden, er strukket ut i en lang linje over himmelen vår.
Under normale forhold skal strømmen være mer eller mindre en enkelt linje, strukket ut av galaksenes tyngdekraft, sa hun i presentasjonen. Astronomer forventer et eneste gap i strømmen, på det punktet der den opprinnelige kuleklyngen var før stjernene drev bort i to retninger. Men Bonaca viste at GD-1 har et nytt gap. Og det gapet har en ujevn kant - en region som Bonaca kalte GD-1s "spur" - som om noe stort stupte gjennom bekken for ikke lenge siden, og drar stjerner i kjølvannet med sin enorme tyngdekraft. GD-1, ser det ut til, ble truffet med den usett kulen.
"Vi kan ikke kartlegge noen lysende gjenstand som vi har observert," sa Bonaca til Live Science. "Det er mye mer massivt enn en stjerne ... Noe som en million ganger solens masse. Så det er bare ingen stjerner av den massen. Vi kan utelukke det. Og hvis det var et svart hull, ville det være en supermassiv svart hull av den typen vi finner i sentrum av vår egen galakse. "
Det er ikke umulig at det er et andre supermassivt svart hull i galaksen vår, sa Bonaca. Men vi kan forvente å se noen tegn på det, som fakler eller stråling fra aksjonsdisken. Og de fleste store galakser ser ut til å ha bare et enkelt supermassivt svart hull i sentrum.
Uten noen gigantiske, lyse gjenstander som er synlige glipper bort fra GD-1, og ingen bevis for et skjult, andre supermassivt svart hull i galaksen vår, er det eneste åpenbare alternativet igjen en stor klump av mørk materie. Det betyr ikke at objektet definitivt er 100%, absolutt laget av mørk materie, sa Bonaca.
"Det kan være at det er en lysende gjenstand som gikk bort et sted, og den gjemmer seg et sted i galaksen," la hun til.
Men det virker lite sannsynlig, delvis på grunn av gjenstandens rene omfang.
"Vi vet at det er 10 til 20 parsecs på tvers," sa hun. "Omtrent på størrelse med en kuleklynge."
Men det er vanskelig å utelukke en lysende gjenstand, delvis fordi forskerne ikke vet hvor raskt den beveget seg under påvirkningen. (Det kan ha gått veldig raskt, men ikke så tungt som forventet - en ekte mørk kule - sa Bonaca. Eller det kunne ha beveget seg saktere, men vært veldig massiv - en slags mørk hammer.) Uten svar på det spørsmål, det er umulig å være sikker på hvor tingen ville havnet.
Likevel er muligheten for å ha funnet et ekte objekt med mørk materie fristende.
Akkurat nå vet ikke forskere hva mørk materie er. Universet vårt ser ut til å fungere som den lysende saken, tingene vi kan se er bare en liten brøkdel av det som er der ute. Galakser binder seg sammen som om det er noe tungt inni dem, gruppert i sentrum og skaper enorm tyngdekraft. Så de fleste fysikere resonnerer at det er noe annet der ute, noe usynlig. Det er mange forskjellige meninger om hva det er laget av, men ingen av anstrengelsene for å direkte oppdage mørk materie på jorden har ennå fungert.
Denne tette ballen av usett noe som stuper gjennom Melkeveien vår, tilbyr fysikere et nytt bevis på at mørk materie kan være ekte. Og det antyder at mørk materie virkelig er "klumpete", slik de fleste teorier om atferden forutsier.
Hvis mørk materie er "klumpete", så er den konsentrert i uregelmessige biter fordelt omtrent over galakser - omtrent som den lysende substansen vi ser konsentrert i stjerner og tåker. Noen alternative teorier, inkludert teorier som antyder at mørk materie ikke eksisterer i det hele tatt, ville ikke inkludere klumper - og ville få effektene av mørk materie fordelt jevnt over galakser.
Så langt er Bonacas oppdagelse av et slag, så nytt at det ennå ikke er publisert i et fagfellevurdert tidsskrift (selv om det ble møtt anerkjennende av mengden fysikere på den prestisjetunge konferansen).
For å få det av, stolte hun på data fra Gaia-oppdraget, et European Space Agency-program for å kartlegge milliarder av stjerner i galaksen vår og deres bevegelser over himmelen. Det dannet den beste eksisterende katalogen over stjernene som ser ut til å være en del av GD-1.
Bonaca forsterket disse dataene med observasjoner fra Multi Mirror Telescope i Arizona, som viste hvilke stjerner som beveget seg mot Jorden, og hvilke som beveget seg bort. Det bidro til å skille mellom stjerner som virkelig beveget seg med GD-1, og de som bare satt ved siden av på jordens himmel. Denne innsatsen ga det mest presise bildet noensinne av GD-1, som avslørte det andre gapet, sporen og et tidligere usett område av stjernestrømmen.
Langs veien, sa Bonaca, ønsker hun å gjøre flere kartleggingsprosjekter for å avsløre andre regioner på himmelen der noe usett ser ut til å banke stjerner rundt. Målet, sa hun, er å til slutt kartlegge klumper av mørk materie over hele Melkeveien.
