Μυστηριώδης σκοτεινή ύλη παρατηρείται για πρώτη φορά - Αποτελεί το 25% του σύμπαντος
Η σκοτεινή ύλη δεν εκπέμπει καμία μορφή ενέργειας από μόνη της, όμως όταν τα σωματίδιά της συγκρούονται, παράγουν εκρήξεις ακτινοβολίας γάμμα
Παρά το γεγονός ότι αποτελεί περισσότερο από το ένα τέταρτο του σύμπαντος, η σκοτεινή ύλη παραμένει για δεκαετίες αόρατη στα τηλεσκόπια των επιστημόνων. Τώρα, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Johns Hopkins και το Ινστιτούτο Αστροφυσικής Leibniz πιστεύουν ότι βρήκαν επιτέλους τα ίχνη που αναζητούσαν.
Το «φως» που δεν προέρχεται από το φως
Η σκοτεινή ύλη δεν εκπέμπει καμία μορφή ενέργειας από μόνη της, όμως όταν τα σωματίδιά της συγκρούονται, παράγουν εκρήξεις ακτινοβολίας γάμμα. Γι’ αυτό, οι επιστήμονες θεωρούν ότι η μυστηριώδης λάμψη ακτίνων γάμμα που εντοπίζεται στο κέντρο του Γαλαξία μας ίσως αποκαλύπτει το σημείο όπου κρύβεται η σκοτεινή ύλη. Αν η υπόθεση επιβεβαιωθεί, θα πρόκειται για την πρώτη απτή απόδειξη της ύπαρξής της.
«Η σκοτεινή ύλη κυριαρχεί στο σύμπαν και συγκρατεί τους γαλαξίες», εξηγεί ο καθηγητής Joseph Silk, συν–συγγραφέας της μελέτης. «Είναι εξαιρετικά σημαντική και ψάχνουμε συνεχώς νέους τρόπους να τη βρούμε. Οι ακτίνες γάμμα, και συγκεκριμένα το πλεονάζον φως που βλέπουμε στο κέντρο του Γαλαξία μας, ίσως είναι το πρώτο μας στοιχείο».
Το μυστήριο της λάμψης στο κέντρο του Γαλαξία
Από το 2008, ο δορυφόρος Fermi της NASA «χαρτογραφεί» τον Γαλαξία μας μέσω ακτίνων γάμμα. Οι επιστήμονες όμως παρατήρησαν κάτι παράξενο: μια διάχυτη λάμψη ακτινοβολίας στο κέντρο του Γαλαξία που δεν προερχόταν από κάποια γνωστή πηγή.
Δύο θεωρίες τέθηκαν στο τραπέζι. Είτε η λάμψη οφείλεται στους περιστρεφόμενους πυρήνες νεκρών άστρων (τους λεγόμενους millisecond pulsars), είτε σε συγκρούσεις σωματιδίων σκοτεινής ύλης. Μέχρι σήμερα, κανείς δεν είχε καταφέρει να ξεχωρίσει ποια από τις δύο εξηγήσεις είναι σωστή.
Οι προσομοιώσεις που άλλαξαν τα δεδομένα
Στη νέα τους μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Physical Review Letters, οι ερευνητές δημιούργησαν με τη βοήθεια υπερυπολογιστών έναν λεπτομερή χάρτη της κατανομής της σκοτεινής ύλης στον Γαλαξία. Το καινούργιο τους μοντέλο έλαβε υπόψη και τον τρόπο με τον οποίο σχηματίστηκε ο Γαλαξίας μας.
«Ο Γαλαξίας μας γεννήθηκε μέσα από ένα τεράστιο νέφος σκοτεινής ύλης», λέει ο καθηγητής Silk. «Η συνηθισμένη ύλη ψύχθηκε και έπεσε προς το κέντρο, παρασύροντας μαζί της και μέρος της σκοτεινής ύλης. Έτσι, στο πυκνό γαλαξιακό κέντρο οι συγκρούσεις έγιναν περισσότερες».
Όταν οι ερευνητές συνέκριναν τις προσομοιώσεις τους με τις εικόνες του Fermi, τα αποτελέσματα ταίριαζαν. Ο επικεφαλής της μελέτης, δρ Moorits Muru, εξηγεί ότι το κλειδί ήταν η γεωμετρία: «Παλαιότερα μοντέλα θεωρούσαν τη σκοτεινή ύλη τέλεια σφαιρική γύρω από το γαλαξιακό κέντρο. Στην πραγματικότητα όμως, όπως δείχνουν οι προσομοιώσεις μας, έχει πιο πεπλατυσμένο σχήμα. Αυτό εξηγεί γιατί τα δεδομένα δεν ταίριαζαν μέχρι τώρα».
Ένα βήμα πιο κοντά στη μεγάλη ανακάλυψη
Η μελέτη δεν αποτελεί ακόμη «καπνίζον όπλο» για την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης, ωστόσο ενισχύει σημαντικά την υπόθεση ότι η λάμψη ακτίνων γάμμα προέρχεται από αυτήν και όχι από αστρικές πηγές.
«Τα ευρήματά μας κάνουν λιγότερο πιθανό το σενάριο των millisecond pulsars», τονίζει ο δρ Muru. «Δεν είναι οριστική απόδειξη, αλλά είναι ένα βήμα πιο κοντά στην κατανόηση της σκοτεινής ύλης».
Το επόμενο μεγάλο βήμα από τη Χιλή
Ο καθηγητής Silk δηλώνει ότι η μεγάλη του ελπίδα είναι το υπό κατασκευή Cerenkov Telescope Array στη Χιλή, το οποίο θα είναι το πιο ισχυρό τηλεσκόπιο ακτίνων γάμμα στον κόσμο. Με την απαράμιλλη ευαισθησία του, θα μπορέσει να ξεχωρίσει τις διαφορές ανάμεσα στις ακτίνες που προέρχονται από σκοτεινή ύλη και σε εκείνες από περιστρεφόμενους αστέρες νετρονίων.
Εναλλακτικά, θα μπορούσε να στραφεί σε κοντινούς νάνους γαλαξίες, που αποτελούνται σχεδόν αποκλειστικά από σκοτεινή ύλη. «Αν ανιχνεύσουμε εκεί το ίδιο σήμα που είδε το Fermi στο κέντρο του Γαλαξία μας, τότε θα μπορούμε να μιλήσουμε για την οριστική επιβεβαίωση της ύπαρξης σκοτεινής ύλης», καταλήγει ο Silk.
