|
Αναλύοντας το φως από μικρούς, αμυδρούς γαλαξίες που
στρέφονται γύρω από τον Γαλαξία μας,
επιστήμονες από το πανεπιστήμιο Irvine στην Καλιφόρνια πιστεύουν ότι ανακάλυψαν την ελάχιστη μάζα
των γαλαξιών στο
σύμπαν - 10 εκατομμύρια φορές τη μάζα του ήλιου.
Αυτή η μάζα θα μπορούσε να είναι το μικρότερο γνωστό "λιθαράκι" της
μυστηριώδους, αόρατης ουσίας - γνωστής ως σκοτεινή ύλη. Άστρα που
σχηματίζονται μέσα σε αυτά τα μπλοκ υλικού, συσσωρεύονται μαζί και μετατρέπονται
έτσι
σε γαλαξίες.
Μελετήθηκαν οι δορυφόροι γαλαξίες που βρίσκονται
σε απόσταση 500.000 έτη φωτός από το Γαλαξία μας
Οι επιστήμονες γνωρίζουν πολύ λίγα για τις μικροσκοιπικές ιδιότητες
της
σκοτεινής ύλης, παρόλο που αντιπροσωπεύουν περίπου το 5% όλης της
υλοενέργειας στο
Σύμπαν.
"Γνωρίζοντας την ελάχιστα μάζα ενός γαλαξία , μπορούμε να κατανοήσουμε
καλύτερα τον τρόπο με τον οποίο συμπεριφέρεται η σκοτεινή ύλη, που είναι
απαραίτητο για να μάθουμε πως γεννήθηκε το σύμπαν και πως κατέληξε να
γίνει η ζωή
όπως την ξέρουμε", λέει ο Louis Strigari, επικεφαλής συγγραφέας
της μελέτης αυτής και Μεταδιδακτορικός Συνεργάτης στο
Τμήμα Φυσικής και Αστρονομίας στο πανεπιστήμιο Irvine.
Τα αποτελέσματα της μελέτης δημοσιεύονται στο περιοδικό Nature.
Η σκοτεινή ύλη ρυθμίζει την ανάπτυξη της δομής του Σύμπαντος. Δίχως αυτήν, οι
γαλαξίες σαν τον δικό μας Γαλαξία δεν θα υπήρχαν. Οι επιστήμονες γνωρίζουν
πώς η η βαρύτητα της σκοτεινής ύλης ελκύει την κανονική ύλη και γι αυτό
θεωρείται η αιτία για
τον σχηματισμό των γαλαξιών. Επίσης, υποπτευόμαστε ότι οι μικροί γαλαξίες
συγχωνεύονται με την πάροδο του χρόνου για να δημιουργήσει μεγαλύτερους γαλαξίες,
όπως ο δικός μας Γαλαξίας.
Οι μικρότεροι γνωστοί γαλαξίες, που ονομάζονται νάνοι γαλαξίες, διαφέρουν
σε μεγάλο βαθμό στη φωτεινότητα, από 1.000 φορές την φωτεινότητα του ήλιου
έως 10 εκατομμύρια φορές τη φωτεινότητα του ήλιου μας. Τουλάχιστον 22 από
αυτούς τους γαλαξίες νάνους είναι γνωστό ότι στέφονται γύρω από τον Γαλαξία
μας. Οι
επιστήμονες μελέτησαν 18 από αυτούς χρησιμοποιώντας τα δεδομένα που
συλλέχθηκαν με το τηλεσκόπιο Keck στη Χαβάη και το τηλεσκόπιο Μαγγελάνος στη
Χιλή, με στόχο τον υπολογισμό των μαζών τους. Ανέλυσαν δε το φως των
άστρων σε κάθε
γαλαξία προσδιορίζοντας έτσι το πόσο γρήγορα κινούνται αυτά τα αστέρια.
Χρησιμοποιώντας δε αυτές τις ταχύτητες, υπολόγισαν τη μάζα του κάθε
γαλαξία.
Οι ερευνητές ανέμεναν ότι οι μάζες των γαλαξιών ποικίλλουν, με τους λαμπρότερους γαλαξίες
να ζυγίζουν περισσότερο και τους πιο εξασθενημένους γαλαξίες να ζυγίζουν λιγότερο.
Αλλά περιέργως όλοι οι νάνοι γαλαξίες είχαν την ίδια μάζα - 10 εκατομμύρια
φορές τη μάζα του ήλιου.
Ο
Manoj Kaplinghat, μέλος της ερευνητικής ομάδας και βοηθός καθηγητής της φυσικής και
της
αστρονομίας στο ίδιο πανεπιστήμιο, εξηγεί αυτό το εύρημα,
χρησιμοποιώντας μια αναλογία στην οποία οι άνθρωποι παίζουν το ρόλο της
σκοτεινής ύλης.
"Ας υποθέσουμε ότι είστε ένας εξωγήινος που πετά πάνω από τη Γη και
εντοπίζεται τις αστικές περιοχές από τη συγκέντρωση των φώτων τη νύχτα. Από
την λαμπρότητα των φώτων, μπορεί να υποθέσετε, για παράδειγμα, ότι ζουν περισσότεροι
άνθρωποι στο Λος Άντζελες από ό,τι στη Βομβάη, αλλά αυτό
δεν είναι αλήθεια," λέει ο Kaplinghat. "Αυτό που ανακαλύψαμε είναι
ακόμα πιο ακραίο
και λέει ότι όλες οι μητροπολιτικές περιοχές, ακόμη και αυτές που
είναι δύσκολα ορατές κατά τη νύχτα στον εξωγήινο, έχουν
πληθυσμό περίπου 10 εκατομμύρια."
Δεδομένου ότι οι νάνοι γαλαξίες είναι ως επί το πλείστον σκοτεινή ύλη - η
αναλογία της σκοτεινής ύλης με την κανονική ύλη είναι πολύ μεγάλη, 10.000
προς 1 - η ελάχιστη μάζα που ανακαλύφθηκε αποδεικνύει μια θεμελιώδη ιδιότητα
της
σκοτεινής ύλης.
«Είμαστε ενθουσιασμένοι γιατί αυτοί οι γαλαξίες είναι σχεδόν αόρατοι,
και ακόμα περιέχουν μια τεράστια ποσότητα σκοτεινής ύλης", είπε ο James Bullock,
διευθυντής του Κέντρου για την Κοσμολογία στο πανεπιστήμιο Irvine. "Αυτό μας βοηθά να κατανοήσουμε καλύτερα τα σωματίδια που
συνθέτουν την σκοτεινή ύλη, και αυτό μας διδάσκει κάτι σχετικά με τον τρόπο
που σχηματίζονται οι γαλαξίες στο Σύμπαν."
Οι επιστήμονες διευκρινίζουν ότι μπορεί να υπάρχουν συμπαγείς δομές από σκοτεινή
ύλη που
να μην περιέχουν αστέρια. Οι μόνες συμπαγείς δομές από σκοτεινή ύλη που μπορούν να ανιχνεύσουν
μέχρις στιγμής είναι αυτές που φωτίζονται από αστέρια.
Οι επιστήμονες ελπίζουν να μάθουν για τις μικροσκοπικές ιδιότητες της σκοτεινής
ύλης, όταν αρχίσει να λειτουργεί ο Μεγάλος Συγκρουστής Αδρονίων εντός του τρέχοντος έτους. Η
τεράστια αυτή μηχανή θα επιταχύνει δύο
αντίθετες δέσμες πρωτονίων σε ένα δακτύλιο και στη
συνέχεια αφού συγκρουστούν, θα αναδημιουργηθούν οι συνθήκες ακριβώς μετά
το Big Bang. Με αυτόν τον τρόπο, οι επιστήμονες ελπίζουν να δημιουργήσουν
σωματίδια σκοτεινής ύλης στο εργαστήριο, για πρώτη φορά.
|
