Το κρυμμένο δευτέριο θα μπορούσε να αλλάξει το μοντέλο σχηματισμού των γαλαξιών

Πηγή: PhysicsWeb, 30 Αυγούστου 2006

Μια διεθνής ομάδα ερευνητών υποστηρίζει ότι το δευτέριο - ένα βαρύ ισότοπο του υδρογόνου που δημιουργήθηκε αμέσως μετά από τη Μεγάλη Έκρηξη - είναι πολύ αφθονότερο από όσο προηγουμένως υπολογίζαμε. Χρησιμοποιώντας τα νέα στοιχεία από το δορυφόρο FUSE της NASA, οι ερευνητές λένε ότι κάποιο από το δευτέριο έχει περάσει απαρατήρητα στο παρελθόν επειδή δεσμεύεται ως στερεό στους διαστρικούς κόκκους της σκόνης, κάνοντας το έτσι δύσκολο να το δουν. Ο ισχυρισμός, εάν είναι αληθινός, θα μπορούσε να αναγκάσει τους αστρονόμους να ξανασκεφτούν τα σημερινά πρότυπα για το πώς σχηματίζονται και εξελίσσονται τα αστέρια και οι γαλαξίες.

Δορυφόρος FUSE της NASA

Το δευτέριο -- ένα ισότοπο του υδρογόνου που περιέχει ένα πρωτόνιο συν ένα νετρόνιο -- είναι από κοσμολογική άποψη σημαντικό επειδή καταστρέφεται συνεχώς στους πυρήνες των άστρων, από τις ίδιες πυρηνικές αντιδράσεις που δημιουργούν το ήλιο και άλλα βαρύτερα στοιχεία. Η ποσότητα του δευτέριου είναι επομένως πολύ χαμηλότερη τώρα από όση ήταν στο πρώιμο σύμπαν. Πράγματι, το έλλειμμα στην ποσότητα του δευτέριου επιτρέπει στους επιστήμονες να παρακολουθήσουν τη χημική εξέλιξη του Γαλαξία μας κατά τη διάρκεια δισεκατομμυρίων ετών.

Αλλά αυτό που έκανε τους αστρονόμους να έχουν αμηχανία τα προηγούμενα χρόνια, είναι το γεγονός ότι ενώ οι αρχέγονες συγκεντρώσεις του δευτέριου είναι περίπου 27 μέρη δευτέριου ανά 1 εκατομμύριο άτομα υδρογόνου (PPM), οι εκτιμήσεις στο Γαλαξία μας κυμαίνονται σήμερα από 5-22 PPM.

Πριν τρία χρόνια ο Bruce Draine από το πανεπιστήμιο του Princeton ανέπτυξε ένα μοντέλο που θα μπορούσε να εξηγήσει αυτήν την ανωμαλία. Εξήγησε ότι το δευτέριο, αντίθετα με το κανονικό υδρογόνο, μπορεί κατά προτίμηση να δεσμευτεί στους διαστρικούς κόκκους της σκόνης, κι αντί να είναι ένα εύκολα ανιχνεύσιμο αέριο γίνεται μια μη παρατηρήσιμη στερεά μορφή.

Εκείνη η θεωρία υποστηρίζεται τώρα έντονα από τα νέα στοιχεία από τον δορυφόρο στην υπεριώδη περιοχή του φάσματος FUSE της NASA, ο οποίος μπορεί να ελέγξει το υπεριώδη αποτύπωμα του αεριώδους δευτέριου. Τα στοιχεία, που συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια των προηγούμενων έξι ετών, δείχνουν ότι οι περιοχές με μεγάλα ποσά διαστρικής σκόνης έχουν χαμηλές ποσότητες δευτέριου σε αέρια μορφή, ενώ οι περιοχές με λίγη διαστρική σκόνη έχουν υψηλές συγκεντρώσεις.

Αλλά το πιο εκπληκτικό ήταν ότι η ομάδα του FUSE έχει βρει ότι οι σημερινές συγκεντρώσεις του δευτέριου είναι μικρότερες κατά 15% από τις αρχέγονες συγκεντρώσεις του -- πολύ μεγαλύτερες δηλαδή από τις σημερινές υποθέσεις, οι οποίες λένε ότι τουλάχιστον το ένα τρίτο καταστράφηκε κατά την πάροδο του χρόνου.

Αυτό υπονοεί δύο δυνατότητες: είτε σημαντικά λιγότερο υλικό έχει μετατραπεί σε ήλιο και σε βαρύτερα στοιχεία στα αστέρια ή πολύ περισσότερο αρχέγονο αέριο κατέπεσε στο Γαλαξία κατά τη διάρκεια της ζωής του, από όσο προηγουμένως αναμενόταν.

"Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι μερικές ουσιαστικές φυσικές διαδικασίες ήταν έξω από τα μοντέλα", λέει το μέλος της ομάδας Jeffrey Linsky από το εργαστήριο JILA στο Boulder του Κολοράντο. "Πρέπει να φτιαχτούν νέα μοντέλα της χημικής εξέλιξης του Γαλαξία για να μπορούν να εξηγήσουν τη νέα συγκέντρωση του δευτέριου."

Home