Περισσότερες ειδήσεις για τη σκοτεινή ύλη αυτή την εβδομάδα: Αναλύοντας το φως από τους νάνους γαλαξίες που περιστρέφονται γύρω από τον Γαλαξία, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι έχουν ανακαλύψει την ελάχιστη μάζα για τους γαλαξίες στο σύμπαν - 10 εκατομμύρια φορές τη μάζα του ήλιου. Αυτή η μάζα θα μπορούσε να είναι το μικρότερο γνωστό «δομικό στοιχείο» της μυστηριώδους, αόρατης ουσίας που ονομάζεται σκοτεινή ύλη. Αστέρια που σχηματίζονται μέσα σε αυτά τα δομικά στοιχεία συσσωρεύονται και μετατρέπονται σε γαλαξίες. Οι επιστήμονες γνωρίζουν πολύ λίγα για τις μικροσκοπικές ιδιότητες της σκοτεινής ύλης, παρόλο που αντιπροσωπεύουν περίπου τα πέντε έκτα της όλης ύλης στο σύμπαν. «Γνωρίζοντας αυτήν την ελάχιστη μάζα γαλαξία, μπορούμε να καταλάβουμε καλύτερα πώς συμπεριφέρεται η σκοτεινή ύλη, κάτι που είναι απαραίτητο για μια μέρα να μάθουμε πώς το σύμπαν και η ζωή μας όπως ξέρουμε ότι ήταν», δήλωσε ο Louis Strigari, επικεφαλής συγγραφέας αυτής της μελέτης από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Irvine.
Η σκοτεινή ύλη διέπει την ανάπτυξη της δομής στο σύμπαν. Χωρίς αυτό, δεν θα υπήρχαν γαλαξίες όπως ο Γαλαξίας μας. Οι επιστήμονες γνωρίζουν πώς η βαρύτητα της σκοτεινής ύλης προσελκύει την κανονική ύλη και προκαλεί σχηματισμό γαλαξιών. Υποψιάζονται επίσης ότι οι μικροί γαλαξίες συγχωνεύονται με την πάροδο του χρόνου για να δημιουργήσουν μεγαλύτερους γαλαξίες όπως ο Γαλαξίας μας.
Οι μικρότεροι γνωστοί γαλαξίες, που ονομάζονται νάνοι γαλαξίες, ποικίλλουν σημαντικά στη φωτεινότητα, από 1.000 φορές τη φωτεινότητα του ήλιου έως 10 εκατομμύρια φορές τη φωτεινότητα του ήλιου. Τουλάχιστον 22 από αυτούς τους νάνους γαλαξίες είναι γνωστοί σε τροχιά του Γαλαξία μας. Οι επιστήμονες της UCI μελέτησαν 18 από αυτούς χρησιμοποιώντας δεδομένα που ελήφθησαν με το τηλεσκόπιο Keck στη Χαβάη και το τηλεσκόπιο Magellan στη Χιλή, με στόχο τον υπολογισμό των μαζών τους. Αναλύοντας το φως των αστεριών σε κάθε γαλαξία, καθόρισαν πόσο γρήγορα κινούνταν τα αστέρια. Χρησιμοποιώντας αυτές τις ταχύτητες, υπολόγισαν τη μάζα κάθε γαλαξία.
Οι ερευνητές περίμεναν ότι οι μάζες θα ποικίλουν, με τον πιο φωτεινό γαλαξία να ζυγίζει περισσότερο και τον πιο αμυδρό γαλαξία να ζυγίζει το λιγότερο. Αλλά εκπληκτικά όλοι οι νάνοι γαλαξίες είχαν την ίδια μάζα - 10 εκατομμύρια φορές τη μάζα του ήλιου.
Ο Manoj Kaplinghat, συν-συγγραφέας της μελέτης και επίκουρος καθηγητής φυσικής και αστρονομίας στο UCI, εξηγεί αυτό το εύρημα χρησιμοποιώντας μια αναλογία στην οποία οι άνθρωποι παίζουν το ρόλο της σκοτεινής ύλης.
- Ας υποθέσουμε ότι είστε ένας εξωγήινος που πετάει πάνω από τη Γη και αναγνωρίζετε αστικές περιοχές από τη συγκέντρωση των φώτων τη νύχτα. Από τη φωτεινότητα των φώτων, μπορεί να υποθέσετε, για παράδειγμα, ότι περισσότεροι άνθρωποι ζουν στο Λος Άντζελες από ό, τι στη Βομβάη, αλλά αυτό δεν συμβαίνει », είπε ο Kaplinghat. «Αυτό που ανακαλύψαμε είναι πιο ακραίο και μοιάζει με το να λέμε ότι όλες οι περιοχές του μετρό, ακόμη και εκείνες που είναι σχεδόν ορατές τη νύχτα στους εξωγήινους, έχουν πληθυσμό περίπου 10 εκατομμύρια.»
Δεδομένου ότι οι νάνοι γαλαξίες είναι ως επί το πλείστον σκοτεινή ύλη - η αναλογία της σκοτεινής ύλης προς την κανονική ύλη είναι τόσο μεγάλη όσο 10.000 προς μία - η ανακάλυψη ελάχιστης μάζας αποκαλύπτει μια θεμελιώδη ιδιότητα της σκοτεινής ύλης.
«Είμαστε ενθουσιασμένοι επειδή αυτοί οι γαλαξίες είναι σχεδόν αόρατοι, αλλά περιέχουν μια τεράστια ποσότητα σκοτεινής ύλης», δήλωσε ο James Bullock, συν-συγγραφέας και διευθυντής του Κέντρου Κοσμολογίας του UCI. «Αυτό μας βοηθά να κατανοήσουμε καλύτερα το σωματίδιο που απαρτίζεται από τη σκοτεινή ύλη και μας διδάσκει κάτι για το πώς σχηματίζονται οι γαλαξίες στο σύμπαν».
Οι επιστήμονες λένε ότι μπορεί να υπάρχουν συσσωματώματα σκοτεινής ύλης που δεν περιέχουν αστέρια. Οι μόνες συστάδες σκοτεινής ύλης που μπορούν να ανιχνεύσουν τώρα είναι αυτές που φωτίζονται από αστέρια.
Οι επιστήμονες ελπίζουν να μάθουν για τις μικροσκοπικές ιδιότητες της σκοτεινής ύλης όταν το Large Hadron Collider στην Ελβετία αρχίσει να λειτουργεί αργότερα φέτος. Η συσκευή θα επιταχύνει δύο ακτίνες πυρήνων σε έναν δακτύλιο σε αντίθετες κατευθύνσεις και στη συνέχεια θα τους χτυπήσει μαζί για να αναδημιουργήσει συνθήκες αμέσως μετά το Big Bang. Κάνοντας αυτό, οι επιστήμονες ελπίζουν να δημιουργήσουν για πρώτη φορά το σωματίδιο της σκοτεινής ύλης στο εργαστήριο.
Πηγή: Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Irvine
