Αναπτύχθηκε χάρτης της σκοτεινής ύλης

Πηγή: Πανεπιστήμιο Yale, 6 Ιανουαρίου 2005

Αστρονόμοι από το Πανεπιστήμιο του Yale χρησιμοποίησαν στοιχεία από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble για να δημιουργήσουν έναν χάρτη μεγάλων συγκεντρώσεων από σκοτεινή ύλη στο εσωτερικό των σμηνών των γαλαξιών. Αυτά τα σμήνη περιέχουν εκατοντάδες γαλαξιών που έλκονται από τη βαρύτητα. Και περίπου το 90% της μάζας τους είναι σκοτεινή ύλη. Η ομάδα αυτή χρησιμοποίησε την τεχνική των βαρυτικών φακών για να δει με ποιο τρόπο οι ακτίνες του φωτός από τους απόμακρους γαλαξίες λύγισαν από τη βαρύτητα των πιο πλησιέστερων γαλαξιακών σμηνών. Ακόμα κι αν η σκοτεινή ύλη είναι αόρατη, η μάζα της θα λυγίσει τις ακτίνες του φωτός, όπως και η κανονική ύλη.

Στοιχεία από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, που αναλύθηκαν από μία αστρονόμο του Yale χρησιμοποιώντας τη μέθοδο των βαρυτικών φακών, δημιούργησαν έναν χάρτη που δείχνει τη συγκέντρωση της σκοτεινής ύλης μέσα στα σμήνη των γαλαξιών.

Τα σμήνη των γαλαξιών (ένα εκατομμύριο εκατομμύρια φορές τη μάζα του ήλιού μας), αποτελούνται από εκατοντάδες γαλαξιών που δεσμεύονται λόγω της βαρύτητας. Περίπου το 90 τοις εκατό της μάζας τους είναι σκοτεινή ύλη. Η υπόλοιπη μάζα είναι συνηθισμένα άτομα υπό μορφή καυτών αερίου και αστεριών.

Αν και λίγα είναι γνωστά για την, ψυχρή σκοτεινή ύλη θεωρείται ότι έχει δομή όλων των μεγεθών. Τα θεωρητικά μοντέλα των ιδιοτήτων των μεγάλων συγκεντρώσεων της μάζας προήλθαν από λεπτομερείς, υψηλής ανάλυσης προσομοιώσεις της αύξησης της δομής στο Σύμπαν. Αν και τα προηγούμενα στοιχεία υποστήριζαν το "Σύμφωνο Μοντέλο" ενός σύμπαντος που αποτελείται συνήθως από ψυχρή, σκοτεινή ύλη, η προβλεφθείσα υποδομή δεν είχε ανιχνευθεί ποτέ.

Σε αυτήν την μελέτη, η βοηθός καθηγητής της αστρονομίας και της φυσικής του Yale Priyamvada Natarajan και οι συνάδελφοί της δείχνουν ότι, τουλάχιστον στο εύρος των μαζών των τυπικών γαλαξιών στα σμήνη, υπάρχει μια άριστη συμφωνία μεταξύ των παρατηρήσεων και των θεωρητικών προβλέψεων του σύμφωνου μοντέλου.

Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο των βαρυτικών φακών μπόρεσαν οι παρατηρητές να δουν το φως από τους απόμακρους γαλαξίες καθώς λύγιζε από την γύρω μάζα  που συνάντησε στο δρόμο του. Αυτό βοήθησε τους ερευνητές να μετρήσουν τις εκτροπές του φωτός, που έδειξαν τις δομικές συγκεντρώσεις της μάζας στην σκοτεινή ύλη.

"Χρησιμοποιήσαμε μια καινοτόμο τεχνική για να δούμε τις συγκεντρώσεις της μάζας που ειδάλλως θα ήταν κρυμμένες από την παρουσία πιο μεγάλων δομών", λέει η Natarajan. "Όταν συγκρίναμε τα αποτελέσματά μας με τις θεωρητικές προβλέψεις του σύμφωνου μοντέλου, βρήκαμε μια εξαιρετικά καλή συμφωνία, κάτι που προτείνει ότι το θεωρητικό μοντέλο πέρασε το τεστ για το εύρος των μαζών".

"Σκεφτόμαστε ότι οι ιδιότητες αυτών των συγκεντρώσεων της ύλης κρατούν το κλειδί για τη φύση της σκοτεινής ύλης - που είναι προς το παρόν άγνωστη", συνεχίχει η Natarajan. "Το ζήτημα που παραμένει άλυτο είναι εάν αυτές οι προβλέψεις και παρατηρήσεις συμφωνούν και για τις μικρότερες συγκεντρώσεις της μάζας, που μέχρι τώρα δεν έχουν ανιχνευθεί".