Τρίτη 13 Νοεμβρίου 2018

Ένας απίστευτα γρήγορος "τυφώνας σκοτεινής ύλης" σαρώνει αυτή την ώρα τη Γη.

Αν οι υπολογισμοί των αστρονόμων είναι σωστοί, το Ηλιακό μας σύστημα βρίσκεται ακριβώς στη μέση ενός ταραχώδους διαστημικού γεγονότος: ένας τεράστιος «τυφώνας» σκοτεινής ύλης, που πνέει με την τρελή ταχύτητα των 500 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο.


Δεν μπορούμε να την δούμε, δεν την νιώθουμε - αλλά, αυτό το φαινόμενο θα μπορούσε να σημαίνει ότι η άμεση ανίχνευση της σκοτεινής ύλης είναι πιο κοντά από όσο νομίζαμε...

Η σκοτεινή ύλη είναι ένα από τα μεγάλα αινίγματα του Σύμπαντος. Ποτέ δεν την ανιχνεύσαμε άμεσα, και δεν γνωρίζουμε ακριβώς τι είναι ακόμη - αλλά γνωρίζουμε ότι βρίσκεται εκεί έξω. Μπορούμε να συμπεράνουμε την ύπαρξή της με βάση τις κινήσεις των αστεριών και των γαλαξιών, τα οποία για το μέγεθος της παρατηρήσιμης μάζας τους κινούνται πολύ γρήγορα.

Υπάρχει λοιπόν κάτι άλλο εκεί έξω, κάποια άλλη μάζα που δημιουργεί τη βαρύτητα η οποία επηρεάζει αυτές τις Συμπαντικές κινήσεις. Μπορούμε ακόμη, με βάση αυτές τις κινήσεις, να υπολογίσουμε αυτήν την αόρατη μάζα. "Η σκοτεινή ύλη" - ότι μπορεί να είναι - είναι το όνομα που δίνουμε σε αυτή τη μάζα, και οι επιστήμονες εργάζονται για να ανακαλύψουν τρόπους, μεθόδους, ή οτιδήποτε εφικτό για την άμεση ανίχνευση της.

Αλλά ακόμα δεν φθάσαμε ως εκεί.... 

Έτσι λοιπόν, πώς οι φυσικοί γνωρίζουν ότι βρισκόμαστε στη μέση μιας τεράστιας θύελλας σκοτεινής ύλης; Το αποδεικτικό στοιχείο; η κίνηση των αστεριών.

Από τα περυσινά δεδομένα της δορυφορικής διαστημοσυσκευής Gaia του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA), οι αστρονόμοι ανακάλυψαν ένα αστρικό ρεύμα, τα διαλυμένα υπολείμματα τα οποία απέμειναν πίσω από έναν μεγάλο νάνο σφαιροειδή γαλαξία ο οποίος "καταβροχθίστηκε¨ κυριολεκτικά από τον Γαλαξία μας στο μακρινό παρελθόν.

Έχουν εντοπιστεί αρκετά τέτοια αστρικά ρεύματα στον Γαλαξία, αλλά το αστρικό ρεύμα S1, όπως είναι σήμερα γνωστό, είναι ασυνήθιστο, καθώς η γειτονιά του Ηλιακού μας Συστήματος είναι ακριβώς στη μέση της κατεύθυνσή των 30.000 αστεριών του.

Κανένα από αυτά τα άστρα δεν θα μας πλήξει - όμως, μπορείτε να χαλαρώσετε από οποιονδήποτε φόβο ο οποίος θα μπορούσε να σας κυριεύσει για ενα...φλογερό αστρικό θάνατο της κοσμικής μας γειτονιάς*- αλλά αυτό σημαίνει ότι η σκοτεινή ύλη που συνδέεται με αυτό το τελευταίο κομμάτι του δύσμοιρου, και  "κανιβαλισμένου" από τον Γαλαξία μας νάνου γαλαξία κινείται μαζί με το ρεύμα...

Ο θεωρητικός φυσικός Ciaran O'Hare από το Πανεπιστήμιο της Zaragoza στην Ισπανία είναι επικεφαλής μια ομάδας ερευνητών οι οποίοι είναι επιφορτισμένοι στο να υπολογίσουν την επίδραση του αστρικού ρεύματος S1 πάνω στη σκοτεινή ύλη σε αυτή την μικρή γωνία στην οποία κατοικεί το Ηλιακό μας σύστημα μέσα στο Γαλαξία μας .

Εξέτασαν διαφορετικά μοντέλα για την πυκνότητα και την κατανομή της σκοτεινής ύλης η οποία ρέει στο αστρικό ρεύμα S1, και στη συνέχεια προέβλεψαν τις "υπογραφές" της σκοτεινής ύλης για αυτά τα μοντέλα τα οποία θα μπορούσαν να λάβουν οι επίγειοι ανιχνευτές μας.

Μία από αυτές τις πιθανές υπογραφές παράγεται από τα θεωρητικά Αδύναμα Αλληλεπιδρώντα Ογκώδη Σωματίδια (Weakly interacting massive particles), γνωστά ως  (WIMPs). Εάν υπάρχουν αυτά τα σωματίδια, θα πρέπει να μπορούμε να τα ανιχνεύσουμε μέσω των συγκρούσεων τους με Ηλεκτρόνια ή ατομικούς πυρήνες, γεγονός που θα προκαλούσε κλονισμό στα φορτισμένα σωματίδια στη Γη, δημιουργώντας φως το οποίο θα μπορούσε να συλλεχθεί από ανιχνευτές υγρού ξένου ή κρυσταλλικούς ανιχνευτές.

Με βάση τους υπολογισμούς τους, η ομάδα διαπίστωσε ότι οι ανιχνευτές WIMP είναι απίθανο να δουν κάποιο αποτέλεσμα, κάποια επίδραση από το αστρικό ρεύμα S1, αν και είναι πιθανό ότι η μελλοντική τεχνολογία, καθώς εξελίσσεται, θα γίνει πιο εκλεπτυσμένη και προηγμένη, ώστε να μπορεί να ανιχνεύσει κάτι τέτοιο.


Οι ανιχνευτές Αξιονίων - όπως το Experiment Dark Matter Axion - δηλώνουν αποφασιστικά οτι έχουν μια καλύτερη ευκαιρία. Το υποθετικό στοιχειώδες σωματίδιο Αξιόνιο (Axion), από την άλλη, σε αυτό το σημείο βρίσκεται σε υποθετικό στάδιο. Αν υπάρχουν (τα σωματίδια WIMP), θα πρέπει να είναι απίστευτα ελαφριά, περίπου 500 εκατομμύρια φορές ελαφρύτερα από ένα ηλεκτρόνιο, και είναι πιθανό ότι αποτελούν βασικό συστατικό της ψυχρής σκοτεινής ύλης.

Σύμφωνα με τους υπολογισμούς του θεωρητικού φυσικού Pierre Sikivie, αυτά τα πολύ λεπτά σωματίδια - τα οποία δεν μπορούμε να δούμε - θα μπορούσαν να μετατραπούν σε Φωτόνια τα οποία μπορούμε να δούμε, παρουσία ενός ισχυρού μαγνητικού πεδίου.

"Τα παρατηρητήρια Άλως (haloscopes) των ανιχνευτών Αξιονίων, διαθέτουν τη μεγαλύτερη πιθανή ευαισθησία στο ρεύμα S1, αν το συστατικό της σκοτεινής ύλης του είναι αρκετά ψυχρό", γράφουν οι ερευνητές στην εργασία τους. "Μόλις ανακαλυφθεί η μάζα Αξιονίων (axion mass), η διακριτή κατανομή ταχύτητας του S1 μπορεί εύκολα να εξαχθεί από το φάσμα ισχύος των Αξιονίων."

Το πείραμα Axion Dark Matter, εξ όσων γνωρίζουμε, δεν έχει πραγματοποιήσει επίσης κάποια ανίχνευση στο ρεύμα S1. Αλλά γνωρίζοντας για το τι πρέπει να αναζητηθεί, θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να βελτιώσουν τις πιθανότητες για αυτή τη ανίχνευση - και αν ακόμα δεν γίνει καμία ανίχνευση, τότε θα πρέπει να βελτιωθεί η της τεχνολογία ανίχνευσης για τη συνεχή αναζήτηση της σκοτεινής ύλης στο μέλλον.

Η έρευνα της ομάδας έχει δημοσιευθεί στο περιοδικό Physical Review D.

Από τον MICHELLE STARR


--------------------*--------------------

* Ο χώρος ανάμεσα στα άστρα είναι τεράστιος και σε μια τέτοια περίπτωση, αλλά και στη περίπτωση γαλαξιακών συγχωνεύσεων η αστρική σύγκρουση είναι εξαιρετικά σπάνιο να συμβεί. Ανάμεσα στο δικό μας Ηλιακό σύστημα και στο πλησιέστερο σε εμάς αστρικό σύστημα τον εγγύτατου του Κενταύρου στον ομώνυμο αστερισμό, είναι 4,6 έτη φωτός... αναλογιστείτε λοιπόν πόσα άστρα με διάμετρο μέχρι και 10 φορές ή και περισσότερο την Ηλιακή διάμετρο χωράνε άνετα να περάσουν. Η Ηλιακή διάμετρος είναι 1,4 εκατομμύρια χιλιόμετρα ενώ ενα έτος φωτός ισοδυναμεί με 10 τρισεκατομμύρια χιλιόμετρα...



--------------------*--------------------


Ενημερωθείτε για θέματα Αστρονομίας και Επιστήμης στις ομάδες μας στο Facebook:


Πηγές υπάρχουν επίσης και στις παραπομπές του κειμένου (οι λέξεις με τα κόκκινα γράμματα)

Απόδοση στα Ελληνικά : Δημήτρης Γκίκας.
 Για διορθώσεις μετάφρασης ως προς το πρότυπο κείμενο, απορίες, ή συμπληρώματα, γράψτε μας: gikasd63@hotmail.com  η αφήστε μήνυμα inbox στη Σελίδα:

Επίσης εάν θέλετε να δημοσιευτεί στο μπλόγκ μας κάποια δική σας εργασία, άρθρο, ή paper σχετικά με την επιστήμη, αποστείλατε τα άρθρα αυτά συνοδευόμενα απαραίτητα από τη σχετική βιβλιογραφία, και την σχετική έντυπη άδεια σας για δημοσίευση στο μπλόγκ μας, στη διεύθυνση: gikasd63@hotmail.com. Η δημοσίευση είναι εντελώς δωρεάν.

Εάν, κατά την άποψή σας, υπάρχουν επιστημονικά λάθη στο πρότυπο κείμενο η ομάδα μας δεν μπορεί να παρέμβει και να το αλλάξει χωρίς την συναίνεση του αρθρογράφου. Για οποιαδήποτε τέτοια αλλαγή επικοινωνήστε με την πηγή του άρθρου.

 Το κείμενο υπόκειται σε επικαιροποίηση αν υπάρξουν έγκυρες διορθώσεις ή νέα στοιχεία που αφορούν το θέμα του άρθρου. 

Για την ομάδα : @Aratosastronomy