Το διαστρικό διάστημα μπορεί να είναι γεμάτο από λεπτούς νηματοειδείς κρυστάλλους από γραφίτη που μπορεί να μειώνουν το φως των υπερκαινοφανών

Πηγή: Ίδρυμα Carnegie, 28 Φεβρουαρίου 2008

Το διαστρικό διάστημα μπορεί να είναι διεσπαρμένο με μικροσκοπικούς λεπτούς κρυστάλλους άνθρακα σαν νήματα, που εξασθενίζει το φως των μακρινών αντικειμένων μέχρι να έλθει στη Γη. Αυτή η ανακάλυψη από επιστήμονες στο Ίδρυμα Carnegie μπορεί να έχει σοβαρές επιπτώσεις στην υπόθεση της σκοτεινής ενέργειας, που προτάθηκε μια δεκαετία πριν εν μέρει για να εξηγήσει την απροσδόκητη μείωση του φωτός ορισμένων αστρικών εκρήξεων που ονομάζονται σουπερνόβες τύπου 1a.

Οι υπερκαινοφανείς τύπου 1a είναι μεταξύ των λαμπρότερων αντικειμένων στον Κόσμο. Οι αστρονόμοι τους χρησιμοποιούν ως "καθιερωμένα κεριά" - όπως τα λένε - για να μετρήσουν τις κοσμολογικές αποστάσεις: Όσο πιο φωτεινές εμφανίζονται οι σουπερνόβες τόσο πιο κοντά είναι, οι πιο αμυδρές είναι πιο μακριά. Προς το τέλος της δεκαετίας του '90 μερικοί αστρονόμοι παρατήρησαν ότι μερικοί υπερκαινοφανείς φαίνονταν πάρα πολύ αμυδροί - πάρα πολύ μακριά - που δεν μπορούσαν να εξηγηθούν από τις συμβατικές θεωρίες της διαστολής του Κόσμου. Το γεγονός αυτό οδήγησε στην υπόθεση ότι η διαστολή ήταν επιταχυνόμενη, που εν συνεχεία προώθησε την υπόθεση της παρουσίας μιας άγνωστης μορφής ενέργειας - της σκοτεινής ενέργειας.

Σε μια νέα μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο Science Express, ο Andrew Steele και ο Marc Fries του Γεωφυσικού Εργαστηρίου του Ιδρύματος Carnegie εκθέτουν την ανακάλυψη μιας ασυνήθιστης νέας μορφής άνθρακα στα μεταλλεύματα μέσα στους μετεωρίτες, που χρονολογούνται από το σχηματισμό του ηλιακού συστήματος. Αυτοί οι μικροσκοπικοί λεπτοί κρύσταλλοι σαν νήματα από γραφίτη πιθανά να παρήχθησαν από αέριο πλούσιο σε άνθρακα σε υψηλές θερμοκρασίες, και βρέθηκαν μέσα σε υλικά που περιέχουν ασβέστιο-αργίλιο, και επειδή είναι ηλικίας περίπου 4,5 δισεκατομμυρίων ετών είναι τα παλαιότερα γνωστά στερεά στο ηλιακό σύστημά μας.

"Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου όταν ο ήλιος ήταν νεαρός, ο ηλιακός άνεμος ήταν πολύ ισχυρός," λέει ο Marc Fries. "Έτσι οι μικροσκοπικοί λεπτοί κρύσταλλοι  από γραφίτη που σχηματίστηκαν κοντά στον ήλιο θα μπορούσαν να γεμίζουν το διαστρικό διάστημα. Το ίδιο γεγονός μπορεί να είχε συμβεί και γύρω από άλλα νέα αστέρια."

Αυτοί οι νανοκρύσταλλοι από γραφίτη επίσης μπορούν να παραχθούν και να διασκορπιστούν στο διάστημα από τις εκρήξεις των σουπερνοβών.

Αυτή η λεπτή διαστρική ελαφρά ομίχλη από νανο-κρυστάλλους από τα αστέρια και τους υπερκαινοφανείς θα μπορούσε να έχει επίπτωση στο πώς διαπερνά το φως από διάφορα μήκη κύματος ανάμεσα στο διαστρικό διάστημα. Υπήρχε δε η άποψη ότι τα μήκη κύματος στο εγγύς υπέρυθρο θα επηρεάζονταν ιδιαίτερα. Αλλά η εξασθένιση του φωτός από τις σουπερνόβες τύπου 1a σε αυτά τα μήκη κύματος, ήταν που οδήγησε για πρώτη φορά τους ερευνητές να σκεφτούν ότι η διαστολή του Κόσμου ήταν επιταχυνόμενη και ότι επομένως υπάρχει μια άγνωστη μορφή ενέργειας, η σκοτεινή ενέργεια. Εντούτοις, από τη δεκαετία του '70 υπήρχε η άποψη ότι ο γραφίτης ή άλλα υλικά όπως αυτοί οι νανοκρύσταλλοι από άνθρακα θα μπορούσαν να εξηγήσουν τις παρατηρήσεις του φωτός των υπερκαινοφανών. Όμως η παρουσία από γραφίτη των νανοκρυστάλλων στο διάστημα δεν είχε επιβεβαιωθεί ποτέ μέχρι αυτήν την μελέτη.

Με την ανακάλυψη αυτού του νηματοειδούς υλικού από γραφίτη στο μετεωρίτη, οι ερευνητές μπορούν να εξετάσουν τις ιδιότητές του ως προς τα κοσμολογικά μοντέλα και τις αστρονομικές παρατηρήσεις.

"Εάν οι μικροσκοπικοί κρύσταλλοι από γραφίτη στο διάστημα απορροφούν το φως των υπερκαινοφανών," λέει ο Steele, "τότε το γεγονός αυτό θα μπορούσε να έχει επιπτώσεις στις μετρήσεις του ρυθμού της διαστολής του Κόσμου. Ενώ δεν μπορούμε να σχολιάσουμε άλλο τα αποτελέσματα των μικροσκοπικών κρυστάλλων στην υπόθεση της σκοτεινής ενέργειας, είναι σημαντικό να μελετηθούν τα χαρακτηριστικά αυτής της μορφής του άνθρακα προσεκτικά για να μπορούμε να καταλάβουμε τον αντίκτυπό του στα διάφορα μοντέλα της σκοτεινής ενέργειας. Θα τροφοδοτήσουμε έπειτα με αυτά τα στοιχεία  τις επερχόμενες αποστολές της NASA και της ESA που θα ψάξουν για τα αποτελέσματα της σκοτεινής ενέργειας."

Οι ερευνητές σημειώνουν επίσης ότι αυτά τα νηματοειδή υλικά από γραφίτη οφείλουν να σχηματίστηκαν κοντά στον ήλιο στην περίοδο της συμπύκνωσης όταν συγχωνεύτηκαν τα πρωτοπλανητικά υλικά του δίσκου. Έτσι, το συμπέρασμα που βγαίνει είναι ότι οποιοδήποτε νέο σύστημα άστρων μπορεί να αποβάλει τέτοιους νηματοειδείς κρυστάλλους, που μπορεί να είναι ένας παράγοντας της εξασθένησης του φωτός στο εγγύς υπέρυθρο.

Οι σουπερνάβα είναι σαν ένα κοσμικό ίχνος

Ένας σουπερνόβα που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση κοσμικών αποστάσεων, έχει φωτογραφηθεί το 1994 και είναι τύπου 1a,

Καταγράφοντας το φως από μακρινούς, σαν αυτόν, υπερκαινοφανείς προσδιορίζουν οι επιστήμονες το ολικό σχήμα του Σύμπαντος, τη γεωμετρία του, τη φύση του καθώς και το χρονικό της διαστολής του.

Παρατηρώντας δηλαδή τις μετατοπίσεις των ορατών φασματικών γραμμών τους προς το ερυθρό, μπόρεσαν να δείξουν πως οι γαλαξίες απομακρύνονται με ολοένα μεγαλύτερη επιτάχυνση.

Οι αστρονόμοι έφτασαν στο συμπέρασμα αυτό όταν παρατήρησαν πως γαλαξίες που γεννήθηκαν δισεκατομμύρια χρόνια πριν κινούνται περισσότερα αργά --συγκρινόμενοι με τους υπερκαινοφανείς που είναι πιο νέοι. Η διαφορετική επιτάχυνση μεταξύ παλαιών και νέων γαλαξιών δείχνει πως το σύμπαν ίσως διαστέλλεται με μια ταχύτητα που αυξάνεται συνεχώς, και δεν επιβραδύνεται με τους ρυθμούς που ήθελαν κάποιες θεωρίες.