Κοσμολόγοι βλέπουν την Κοσμική Αυγή

Πηγή: Eureka, 11 Φεβρουαρίου 2009

Οι εικόνες, που δημιουργήθηκαν με τη βοήθεια υπολογιστών στο Πανεπιστήμιο Durham, δείχνουν την "Κοσμική Αυγή" - το σχηματισμό των πρώτων μεγάλων γαλαξιών στο Σύμπαν. Η Κοσμική Αυγή ξεκίνησε μόλις οι γαλαξίες άρχισαν να σχηματίζονται από τα συντρίμμια των τεράστιων άστρων, που πέθαναν με εκρηκτικό τρόπο λίγο μετά τις απαρχές του Σύμπαντος. Οι προσομοιώσεις προβλέπουν που εμφανίστηκαν αυτοί οι γαλαξίες, και πώς θα εξελιχθούν μέχρι σήμερα, δηλαδή πάνω από 13 δισεκατομμύρια χρόνια αργότερα.

Οι ερευνητές ελπίζουν τα ευρήματά τους, που ρίχνουν φως πάνω στα πρώτα άστρα να σχηματίζουν γαλαξίες, θα βοηθήσουν στην καλύτερη κατανόηση της σκοτεινής ύλης - της μυστηριώδους ουσίας που όπως πιστεύεται αποτελεί το 80% της μάζας του Σύμπαντος.

Επιστήμονες έχουν χρησιμοποιήσει προσομοιώσεις για να προβλέψουν πως θα φαινόταν το πολύ πρώιμο Σύμπαν, 500 εκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang.

Η βαρύτητα που παράγεται από την σκοτεινή ύλη είναι βασικό συστατικό στην δημιουργία του γαλαξία, οπότε μελετώντας τα αποτελέσματα της σκοτεινής ύλης, οι επιστήμονες ελπίζουν να μάθουν περισσότερα για το τι είναι αυτή η ουσία.

Η έρευνα δημοσιεύεται στο Monthly Notices της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας και χρηματοδοτήθηκε και από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή.

Η εργασία συνδύασε μια μεγάλη προσομοίωση που δείχνει πώς αναπτύσσονται οι δομές με την σκοτεινή ύλη, με ένα μοντέλο που δείχνει πώς συμπεριφέρεται η κανονική ύλη, όπως είναι το αέριο, με σκοπό να προβλέψουν πώς αναπτύσσονται οι γαλαξίες.

Το αέριο αισθάνεται την έλξη της βαρύτητας από την σκοτεινή ύλη και θερμαίνεται προτού αργότερα ψυχθεί ελευθερώνοντας ακτινοβολία για να μετατραπεί σε αστέρια.

Οι εικόνες της προσομοίωσης δείχνουν ποιοι γαλαξίες σχηματίζουν άστρα, πιο δυναμικά σε μια δεδομένη στιγμή. Αν και οι γαλαξίες σήμερα είναι μεγαλύτεροι, ο ρυθμός με τον οποίο φτιάχνουν νέα άστρα έχει μειωθεί σημαντικά σε σύγκριση με τους ρυθμούς που επικρατούσαν  στις απαρχές του Σύμπαντος.

Οι υπολογισμοί της ομάδας Durham μπορούν να δοκιμαστούν σε περίπτωση νέων παρατηρήσεων φθάνοντας πολύ πίσω στον χρόνο, στο αρχικό στάδιο της ιστορίας του Σύμπαντος,  ή σχεδόν ένα δισ. χρόνια μετά το Big Bang.

Ο Carlton Baugh, ερευνητής στο Πανεπιστήμιο Durham, δήλωσε: "Η δική μας έρευνα προβλέπει ποιοι γαλαξίες αναπτύσσονται μέσω του σχηματισμού των άστρων σε διαφορετικές χρονικές στιγμές στην ιστορία του Σύμπαντος αλλά και πώς αυτός σχετίζεται με την σκοτεινή ύλη.

Ας σημειωθεί ότι η παρουσία της σκοτεινής ύλης είναι το κλειδί για την οικοδόμηση των γαλαξιών - χωρίς σκοτεινή ύλη δεν θα υπήρχε καμιά δομή.

Ο καθηγητής Keith Mason, λέει: "Η υπολογιστική κοσμολογία διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην κατανόηση του Σύμπαντος. Δεν κάνουμε μόνο προσομοιώσεις που μας επιτρέπουν να κοιτάξουμε πίσω στον χρόνο, στο νεαρό Σύμπαν, αλλά συμπληρώνουν τις εργασίας και τις παρατηρήσεις των αστρονόμων. "