Αστροφυσική, Διάστημα

Οι παρατηρήσεις του Hubble προτείνουν ένα συστατικό που λείπει στις θεωρίες της Σκοτεινής Ύλης

Written by Δ.Μ.

Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν ότι μπορεί να υπάρχει ένα συστατικό που λείπει στην κοσμική συνταγή μας για το πώς συμπεριφέρεται η σκοτεινή ύλη. Γιατί έχουν ανακαλύψει μια ασυμφωνία μεταξύ των θεωρητικών μοντέλων για το πώς η σκοτεινή ύλη πρέπει να κατανέμεται στα σμήνη γαλαξιών και τις παρατηρήσεις για τη δέσμευση της σκοτεινής ύλης στα σμήνη.

Share

Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν ότι μπορεί να υπάρχει ένα συστατικό που λείπει στην κοσμική συνταγή μας για το πώς συμπεριφέρεται η σκοτεινή ύλη.  Γιατί έχουν ανακαλύψει μια ασυμφωνία μεταξύ των θεωρητικών μοντέλων για το πώς η σκοτεινή ύλη πρέπει να κατανέμεται στα σμήνη γαλαξιών και τις παρατηρήσεις για τη δέσμευση της σκοτεινής ύλης στα σμήνη.

Hubble Observations Suggest a Missing Ingredient in Current Dark Matter Theories

Οι αστρονόμοι φαίνεται να αποκάλυψαν μια αινιγματική λεπτομέρεια στον τρόπο με τον οποίο συμπεριφέρεται η σκοτεινή ύλη. Βρήκαν μικρές, πυκνές συγκεντρώσεις σκοτεινής ύλης που κάμπτουν και μεγεθύνουν το φως (λειτουργία βαρυτικού φακού)  πολύ πιο έντονα από το αναμενόμενο.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η σκοτεινή ύλη μπορεί να αντιπροσωπεύει το μεγαλύτερο μέρος ή το σύνολο της «μάζας που λείπει» του σύμπαντος. Μπορεί να αντιπροσωπεύει ένα επιβλητικό 85 τοις εκατό του σύμπαντος, και δεν μπορούμε να την δούμε. Επειδή η σκοτεινή ύλη δεν εκπέμπει, απορροφά ή αντανακλά το φως, η παρουσία της είναι γνωστή μόνο μέσω της βαρυτικής έλξης πάνω στην ορατή ύλη στο διάστημα. Ως εκ τούτου, η σκοτεινή ύλη παραμένει τόσο αόριστη όσο η Γάτα του Τσεσάιρ στις Περιπέτειες της Αλίκης στη Χώρα των Θαυμάτων – όπου βλέπετε μόνο το χαμόγελο της (με τη μορφή βαρύτητας) αλλά όχι το ίδιο το ζώο.

Ένας τρόπος με τον οποίο οι αστρονόμοι μπορούν να ανιχνεύσουν τη σκοτεινή ύλη είναι να μετρήσουν τον τρόπο με τον οποίο η βαρύτητα της στρεβλώνει το χώρο, ένα φαινόμενο που ονομάζεται βαρυτικός φακός.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι συγκεντρώσεις σκοτεινής ύλης μικρής κλίμακας σε σμήνη παράγουν βαρυτικά φαινόμενα, που είναι 10 φορές ισχυρότερα από το αναμενόμενο. Αυτά τα στοιχεία βασίζονται σε πρωτοφανείς λεπτομερείς παρατηρήσεις αρκετών τεράστιων γαλαξιακών σμηνών από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble και το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο (VLT) του Ευρωπαϊκού Νότιου Παρατηρητηρίου στη Χιλή.

Κανείς δεν καταλαβαίνει και πολλά για την σκοτεινή ύλη. Ακόμα και το όνομα προδίδει πόσο λίγα γνωρίζουμε γι ‘αυτήν. Ωστόσο, η νέα ανάλυση του Hubble υποδηλώνει ότι γνωρίζουμε ακόμη λιγότερα από ό, τι νομίζαμε. Η ανάλυση Hubble της σκοτεινής ύλης δείχνει περισσότερα σε μέρη όπου δεν περιμέναμε, κάνοντας πράγματα που επίσης δεν περιμέναμε. 

Πρόσφατα η ομάδα με επικεφαλής τον Massimo Meneghetti ανέλυσε τη σκοτεινή ύλη σε 11 μεγάλα γαλαξιακά σμήνη. 

Ο Meneghetti λέει ότι τα σμήνη των γαλαξιών είναι το ιδανικό μέρος για τη μελέτη της σκοτεινής ύλης. Η ομάδα δημιουργεί προσομοιώσεις των αναμενόμενων βαρυτικών φακών στο εργαστήριο και στη συνέχεια το συγκρίνει με την πραγματικότητα μέσω του Hubble. Σε μεγάλη κλίμακα, τα μοντέλα είναι ακριβή – η ομάδα είδε το βαρυτικό φακό γύρω από το σμήνος όπως είχε προβλεφθεί. Ωστόσο, η μελέτη αποκάλυψε επίσης το βαρυτικό φακό γύρω από μεμονωμένους γαλαξίες που δεν είχε προβλεφθεί στο μοντέλο. Αυτό θα μπορούσε να σημαίνει ότι η ποσότητα της σκοτεινής ύλης σε αυτούς τους γαλαξίες θα μπορούσε να είναι πολύ υψηλότερη από ό, τι πιστεύεται, κατά 10 φορές ή και περισσότερο. 

Gravitational-lensing-galaxy

Για να επιβεβαιώσει αυτά τα ευρήματα, η ομάδα πραγματοποίησε φασματοσκοπικές παρατηρήσεις των ύποπτων γαλαξιών. Οι ορατές μετατοπίσεις του φωτός στα φάσματα επέτρεψαν στους επιστήμονες να υπολογίσουν την ταχύτητα των άστρων σε τροχιά, κάτι που είναι ένας από τους λίγους τρόπους με τους οποίους μπορούμε να μετρήσουμε τη σκοτεινή ύλη. Αυτή η ανάλυση επιβεβαίωσε ότι υπήρχε πολύ περισσότερη σκοτεινή ύλη από ό, τι προβλέπουν τα τρέχοντα μοντέλα. 

Δεν γνωρίζουμε ακόμη τι σημαίνει αυτό, αλλά οποιαδήποτε απόκλιση μεταξύ μοντέλων και πραγματικότητας είναι μια ευκαιρία για τη βελτίωση των μοντέλων. Αυτό θα μπορούσε να μας βοηθήσει να καταλάβουμε τι είναι η σκοτεινή ύλη.

Το προγραμματισμένο διαστημικό τηλεσκόπιο Nancy Grace Roman της NASA θα ανιχνεύσει ακόμη πιο απομακρυσμένους γαλαξίες μέσω του βαρυτικού φακού από τεράστια σμήνη  γαλαξιών. Οι παρατηρήσεις θα διευρύνουν το δείγμα των σμηνών που μπορούν να αναλύσουν οι αστρονόμοι για να δοκιμάσουν περαιτέρω τα μοντέλα της σκοτεινής ύλης.

Πηγή

About the author

Δ.Μ.

Share