Η σκοτεινή ύλη αποκαλύπτεται.

Αφιέρωμα στην Βέρα Ρούμπιν  23/6/1928-25/12/2016

Το μεγαλύτερο μέρος της ύλης στο Σύμπαν αποτελείται από πράγματα που δεν μπορούμε να δούμε. Ονομάστηκε "σκοτεινή ύλη" και γνωρίζουμε ότι πρέπει να είναι εκεί έξω. Χωρίς σκοτεινή ύλη γρήγορα οι ταχύτατα περιστρεφόμενοι γαλαξίες (όπως εκείνοι μέσα στο κύκλο, στην παραπάνω εικόνα ) δεν θα είχαν επαρκή ‘’βαρυτική’’ κόλλα για να συγκρατήσει τα αστέρια τους και τα σύννεφα αερίου ενωμένα μεταξύ τους. Αυτά τα αντικείμενα θα έπρεπε να πεταχτούν μακριά, στο διάστημα, όπως η βροχή πέφτει σε μία  ρόδα ποδηλάτου που γυρίζει. Από ποιο υλικό θα μπορούσε να είναι φτιαγμένη αυτή η γαλαξιακή και μυστηριώδης κόλλα ; Κανείς δεν ξέρει. Αλλά το 2006 οι αστρονόμοι βρήκαν ένα νέο στοιχείο.

Εικόνα: NASA / STSCI; MAGELLAN / ΚΑ ARIZONA / Δ CLOWE ET AL.

Οι ακτίνες Χ του Γαλαξιακού συμπλέγματος ‘’σφαίρα’’

Το 2006 οι αστρονόμοι της NASA στρέφουν το Διαστημικό παρατηρητήριο ακτίνων Χ Chandra στο γαλαξιακό σμήνος που φαίνεται στην παραπάνω εικόνα, το 1E 0657-56. Κατάφεραν και πήραν μια πολύ διαφορετική εικόνα.

Το Chandra παίρνει τις ακτίνες Χ που εκπέμπονται από καυτά νέφη αερίου (φαίνονται παραπάνω με κόκκινο χρώμα, σε μία εικόνα από το Δ.Τ. Hubble , να επικαλύπτονται). Το εντυπωσιακό σχήμα των πρόσφατα ανακαλυφθέντων νεφών αερίου κέρδισε στιγμιαία το ψευδώνυμο: ‘’το σύμπλεγμα σφαίρα’’.

Αλλά το σύμπλεγμα σφαίρα είχε ένα μεγαλύτερο μυστικό για να αποκαλυφθεί.

Εικόνα: NASA, ESA, J. Jee (University of California, Davis), J. Hughes (Rutgers Univ.), F. Menanteau (Rutgers University & University of Illinois, Urbana-Champaign), C. Sifon (Leiden Obs.), R. Mandelbum (Carnegie Mellon University), L. Barrientos (University Catolica de Chile), and K. Ng (University of California, Davis)

Όταν οι γαλαξίες συγκρούονται

Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι το σύμπλεγμα σφαίρα άρχισε να σχηματίζεται πριν από περίπου 100 εκατομμύρια χρόνια, όταν ένα μικρό σμήνος γαλαξιών διαπέρασε κατευθείαν μέσα στη μέση ενός μεγαλύτερου συμπλέγματος, και βγήκε από την άλλη πλευρά. Η τεσσάρων σημείων καλλιτεχνική απεικόνιση της παραπάνω εικόνας απεικονίζει την αλληλουχία των γεγονότων.

Τα συγκρουόμενα σωματίδια αερίου σε κάθε γαλαξία εμφανίζονται με κόκκινο χρώμα. Καθώς το μικρό νέφος αερίου χτυπούσε για να ανοίξει δρόμο τον μεγαλύτερο ‘’εταίρο του’’ απέκτησε αυτό το δραματικό σχήμα που μοιάζει με σφαίρα.

Εικόνα: NASA / CXC / Μ Weiss

Η σκοτεινή ύλη αποκαλύπτεται

Τι γίνεται με τη σκοτεινή ύλη;

Οι αστρονόμοι μπορούν να παρακολουθούν τη θέση της σκοτεινής ύλης, επειδή η βαρύτητα της κάμπτει το φως των άστρων πίσω από αυτήν. Η τεχνική αυτή ονομάζεται "βαρυτικός εστιασμός (gravitational lensing )". Χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, ήταν σε θέση να παρατηρήσουν σε ποιο σημείο η σκοτεινή ύλη βρισκόταν στο σύμπλεγμα σφαίρα (βιολετί σκίαση).

Ενώ τα σωματίδια αερίου ‘’σπρώχνονται και χτυπιούνται’’ για να ανοίξουν δρόμο προσπερνώντας το ένα το άλλο, τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης γλιστράνε ακριβώς δίπλα τους απαρατήρητα - ακριβώς ότι θα περίμενε κανείς  από…φαντάσματα.

Εικόνα: : NASA / CXC / CfA /M. Markevitch et al.; Optical: NASA / STScI; Magellan / U. Arizona / D. Clowe et al.; Lensing Map: NASA / STScI; ESO WFI; Magellan / U. Arizona / D. Clowe et al.

Χάρτης …φαντασμάτων

Μπορεί να φαίνεται μεταφυσικό, αλλά το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble μπορεί να ανιχνεύσει τη σκοτεινή ύλη, λόγω του τρόπου που κάμπτει το φως από τα αστέρια. Χρησιμοποιώντας αυτές τις πληροφορίες, το 2007, οι αστρονόμοι χαρτογράφησαν τη θέση της (της σκοτεινής ύλης) στο Σύμπαν, καθώς και πώς έχει αλλάξει κατά τη διάρκεια δισεκατομμυρίων ετών (φωτογραφία).

Κατά τις πρώτες ημέρες του Σύμπαντος (τέρμα δεξιά στη φωτογραφία), η σκοτεινή ύλη ‘’απλώθηκε’’ εκεί  έξω αρκετά ομοιόμορφα. Αλλά με την πάροδο του χρόνου, η βαρύτητα κατέρρευσε αυτή τη δομή σε πυκνές συστάδες (άκρα αριστερά).

Μερικοί αστρονόμοι πιστεύουν ότι αυτές οι μάζες σκοτεινής ύλης δημιούργησαν ένα ουσιαστικό ικρίωμα (μια σκαλωσιά δηλαδή). Η συνήθης ύλη συντάχθηκε σε αυτό και άρχισε να σχηματίζει τα αστέρια, τους γαλαξίες και, τελικά, τον εαυτό μας.

Εικόνα: NASA / ESA / R. Massey (California Institute of Technology)

ΠΗΓΕΣ: https://cosmosmagazine.com/space/dark-matter-uncovered

 Συγγραφέας : James Mitchell Crow . Ανεξάρτητος συγγραφέας και εκδότης.

Απόδοση στα Ελληνικά : Δημήτρης Γκίκας