Εικόνες με τη βοήθεια ακτίνων X αποκαλύπτουν τη διαγαλαξιακή ύλη

Πηγή: ScienceNOW, 20 Φεβρουαρίου 2009

Αστρονόμοι ισχυρίζονται ότι ανίχνευσαν μέσω ακτίνων-X ένα τμήμα της συνηθισμένης ύλης του σύμπαντος. Σε αντίθεση με την περίφημη "σκοτεινή ύλη" του οποίου η βαρύτητα θεωρείται ότι συγκρατεί ενωμένους τους γαλαξίες, αυτή η πιο κοσμική μορφή της ελλείπουσας - και μη παρατηρήσιμης - ύλης του σύμπαντος αποτελείται από κανονικά άτομα. Οι νέες παρατηρήσεις ταιριάζουν πολύ με το καθιερωμένο μοντέλο της κοσμολογίας και θα μπορούσαν να βοηθήσουν να δοκιμαστούν ιδέες σχετικές με τις μεγάλης κλίμακας δομές στο σύμπαν.

Τρία συστατικά συνθέτουν το σύμπαν. Η κανονική ατομική ύλη αντιπροσωπεύει λιγότερο από το 5%, σύμφωνα με την ανάλυση της μικροκυματικής ακτινοβολίας - λείψανο της Μεγάλης Έκρηξης. Περίπου, το 22% του σύμπαντος αποτελείται από μια μυστηριώδη σκοτεινή ύλη - ένα υλικό του οποίου η βαρύτητα φαίνεται να εμποδίζει τα αστέρια να ξεφεύγουν από τους γαλαξίες και να συγκρατεί ενωμένους μαζί τους γαλαξίες, όμως ποτέ δεν έχει παρατηρηθεί άμεσα. Ένα μεγάλο κομμάτι του σύμπαντος, το 73%, αποτελείται από την παράξενη σκοτεινή ενέργεια που αναγκάζει το διάστημα να διαστέλλεται με επιτάχυνση.

Αόρατος ιστός: Σε αυτή την προσομοίωση, το θερμό-καυτό διαγαλαξιακό μέσο ή WHIM (μπλε) 'επιπλέει' ανάμεσα στα νημάτια ανάμεσα στους γαλαξίες και τα σμήνη των γαλαξιών.

Μάλιστα η περισσότερη από την συνηθισμένη ύλη εξακολουθεί να μην φαίνεται. Περίπου το ήμισυ της απλής ύλης είναι τα αστέρια και είναι ευδιάκριτη. Η περισσότερη από την υπόλοιπη ύλη, που επιπλέει μεταξύ των γαλαξιών (διαγαλαξιακό μέσο), είναι ιονισμένο αέριο και είναι δύσκολο να παρατηρηθεί.

Από το 2000, οι αστρονόμοι έχουν βρει κομμάτια αυτού του "θερμού-καυτού διαγαλαξιακού μέσου" (WHIM), για παράδειγμα, στοχεύοντας νέφη του οξυγόνου VI - δηλαδή οξυγόνο απογυμνωμένο από πέντε από τα οκτώ του ηλεκτρόνια - που απορροφά τα υπεριώδη μήκη κύματος του φωτός από τα κβάζαρ που βρίσκονται πολύ πολύ πίσω τους.

Όμως, το περισσότερο διαγαλαξιακό μέσο WHIM δεν έχει ακόμα παρατηρηθεί, γιατί τα ιόντα που εντοπίζουν την πιο καυτή ύλη, όπως είναι το οξυγόνο VII, απορροφούν τις ακτίνες-Χ. Επειδή το οξυγόνο VII είναι πολύ διάχυτο (μη συγκεντρωμένο), είναι εξαιρετικά δύσκολο να εντοπιστεί αν οι ακτίνες Χ έχουν απορροφηθεί από το αέριο.

Τώρα όμως ο David Buote, ένας αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο Irvine, καθώς και μια διεθνής ομάδα αναφέρουν την ανίχνευση ακτίνων-Χ που απορροφάται από αυτήν την χαμένη συνηθισμένη ύλη.

Χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο Chandra της NASA καθώς και το XMM-Newton της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος, η ομάδα αυτή εντόπισε αυτό το διαγαλαξιακό αέριο κατά μήκος ενός τμήματος του Sculptor Wall, μέρος μιας μεγάλης συγκέντρωσης από γαλαξίες, περίπου, 400 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά μας. Το οξυγόνο VII μεταξύ των γαλαξιών απορρόφησε τις ακτίνες-Χ που προέρχονται από ένα ενεργητικό γαλαξία πίσω από το Sculptor Wall. Ο Buote δίνει στην ανίχνευσή τους, μια 99,7% πιθανότητα να είναι σωστό.

Οι παρατηρήσεις της ομάδας, που θα δημοσιευθούν στο Astrophysical Journal, φαίνεται να είναι "καλά σχεδιασμένες, προσεκτικές και πολύ πειστικές", λέει ο Michael Vogeley, ένας αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο Drexel στη Φιλαδέλφεια, που δεν συμμετείχε στην ομάδα. "Η διαπίστωση ότι ένα μεγάλο μέρος της συνηθισμένης ύλης είναι WHIM και ότι είναι συνδεδεμένη με τις δομές πολύ μεγάλης κλίμακας που παρατηρήθηκαν σε γαλαξίες, είναι μια επιβεβαίωση της βασικής εικόνας για το πώς συμπεριφέρεται η κανονική ύλη στο σύμπαν."

Αλλά ο Michael Shull, ένας αστροφυσικός στο Πανεπιστήμιο του Colorado στο Boulder, παραμένει επιφυλακτικός: "Η παλιά ιστορία ισχυρισμών για ανιχνεύσεις μας κάνει να διστάζουμε να πούμε αν αυτή η ανίχνευση είναι βέβαιη."

Η ομάδα του Buote αναλύουν τώρα τις παρατηρήσεις που έγιναν εκ των υστέρων με το Chandra. Θεωρητικά, η περισσότερη διαγαλαξιακή ύλη WHIM θα πρέπει να είναι ανιχνεύσιμη με τηλεσκόπια ακτίνων-Χ. Οι θεωρητικοί θέλουν να γνωρίζουν πώς  κατανέμεται αυτή η ύλη, καθώς αυτό θα τους βοηθήσουν να δοκιμάσουν τα μοντέλα τους για το πώς σχηματίζονται οι γαλαξίες και το πως εξελίσσεται το σύμπαν.