Η εντύπωση ενός καλλιτέχνη για δύο συγκρουόμενους γαλαξίες. Πιστωτική εικόνα: ESO Επιλέξτε για μεγέθυνση
Η σκοτεινή ύλη είναι μια μυστηριώδης ουσία που φαίνεται να αντιπροσωπεύει το 25% της μάζας του Σύμπαντος. Οι Ευρωπαίοι αστρονόμοι έχουν μετρήσει την ποσότητα της σκοτεινής ύλης σε διάφορους γαλαξίες και διαπίστωσαν ότι μεγάλο μέρος αυτών είναι εκτός ισορροπίας. οι εσωτερικές τους κινήσεις είναι πολύ διαταραγμένες. Αυτό σημαίνει ότι πολλοί γαλαξίες - έως και 40% - έχουν πρόσφατα περάσει από συγχωνεύσεις ή σχεδόν συγκρούσεις.
Μελετώντας αρκετές δεκάδες απομακρυσμένους γαλαξίες, μια διεθνής ομάδα αστρονόμων διαπίστωσε ότι οι γαλαξίες είχαν την ίδια ποσότητα σκοτεινής ύλης σε σχέση με τα αστέρια πριν από 6 δισεκατομμύρια χρόνια όπως και τώρα. Εάν επιβεβαιωθεί, αυτό υποδηλώνει μια πολύ στενότερη αλληλεπίδραση μεταξύ σκοτεινής και φυσιολογικής ύλης από ό, τι πιστεύαμε προηγουμένως. Οι επιστήμονες διαπίστωσαν επίσης ότι 4 στους 10 γαλαξίες είναι εκτός ισορροπίας. Αυτά τα αποτελέσματα ρίχνουν ένα νέο φως στο πώς σχηματίζονται και εξελίσσονται οι γαλαξίες αφού το Σύμπαν ήταν μόλις το ήμισυ της τρέχουσας εποχής του.
«Αυτό μπορεί να σημαίνει ότι οι συγκρούσεις και η συγχώνευση είναι σημαντικές για το σχηματισμό και την εξέλιξη των γαλαξιών», δήλωσε ο Francois Hammer, Παρατηρητήριο του Παρισιού, Γαλλία και ένας από τους ηγέτες της ομάδας.
Οι επιστήμονες ενδιαφέρθηκαν να ανακαλύψουν πώς οι γαλαξίες που είναι πολύ μακριά - όπως φαίνονται όπως ήταν όταν το Σύμπαν ήταν νεότερο - εξελίχθηκαν σε αυτούς που βρίσκονται κοντά. Συγκεκριμένα, ήθελαν να μελετήσουν τη σημασία της σκοτεινής ύλης στους γαλαξίες.
«Η σκοτεινή ύλη, η οποία αποτελεί περίπου το 25% του Σύμπαντος, είναι μια απλή λέξη για να περιγράψει κάτι που πραγματικά δεν καταλαβαίνουμε», δήλωσε ο Hector Flores, συν-ηγέτης. «Από το να δούμε πώς περιστρέφεται ο γαλαξίας, γνωρίζουμε ότι η σκοτεινή ύλη πρέπει να υπάρχει, γιατί διαφορετικά αυτές οι γιγαντιαίες δομές θα διαλύονταν».
Στους κοντινούς γαλαξίες και στον δικό μας Γαλαξία για αυτό το θέμα, οι αστρονόμοι διαπίστωσαν ότι υπάρχει σχέση μεταξύ της ποσότητας της σκοτεινής ύλης και των συνηθισμένων αστεριών: για κάθε κιλό υλικού μέσα σε ένα αστέρι υπάρχει περίπου 30 κιλά σκοτεινής ύλης. Αλλά αυτή η σχέση μεταξύ σκοτεινής και συνηθισμένης ύλης εξακολουθεί να ισχύει στο παρελθόν του Σύμπαντος;
Αυτό απαιτούσε τη μέτρηση της ταχύτητας σε διαφορετικά μέρη των απομακρυσμένων γαλαξιών, ένα μάλλον δύσκολο πείραμα: οι προηγούμενες μετρήσεις δεν μπορούσαν πράγματι να ανιχνεύσουν αυτούς τους γαλαξίες με επαρκείς λεπτομέρειες, καθώς έπρεπε να επιλέξουν μία μόνο σχισμή, δηλαδή μία κατεύθυνση, απέναντι από τον γαλαξία.
Τα πράγματα άλλαξαν με τη διαθεσιμότητα του φασματογράφου GIRAFFE πολλαπλών αντικειμένων, που είναι πλέον εγκατεστημένο στο Τηλεσκόπιο Μονάδας Kueyen 8,2 μ. Του Τηλεσκοπίου Πολύ Μεγάλο (VLT) του ESO στο Παρατηρητήριο του Παρανάλ (Χιλή).
Σε μία λειτουργία, γνωστή ως "3-D φασματοσκοπία" ή "ολοκληρωμένο πεδίο", αυτό το όργανο μπορεί να αποκτήσει ταυτόχρονα φάσματα μικρότερων περιοχών εκτεταμένων αντικειμένων, όπως γαλαξίες ή νεφελώματα. Γι 'αυτό, 15 αναπτυσσόμενες δέσμες ινών, οι λεγόμενες Integral Field Units (IFUs), βλ. Το ESO PR 01/02, χρησιμοποιείται για την πραγματοποίηση σχολαστικών μετρήσεων μακρινών γαλαξιών. Κάθε IFU είναι μια μικροσκοπική, υπερσύγχρονη δισδιάστατη συστοιχία φακών με διάφραγμα 3 x 2 arcsec2 στον ουρανό. Είναι σαν το μάτι ενός εντόμου, με είκοσι μικρο-φακούς σε συνδυασμό με οπτικές ίνες που οδηγούν το φως που καταγράφεται σε κάθε σημείο του χωραφιού στη σχισμή εισόδου του φασματογράφου.
«Το GIRAFFE στο ESL's VLT είναι το μόνο όργανο στον κόσμο που μπορεί να αναλύσει ταυτόχρονα το φως που προέρχεται από 15 γαλαξίες που καλύπτει ένα οπτικό πεδίο σχεδόν τόσο μεγάλο όσο η πανσέληνος», δήλωσε ο Mathieu Puech, επικεφαλής συγγραφέας ενός από τα έγγραφα που παρουσιάζουν Αποτελέσματα. "Κάθε γαλαξίας που παρατηρείται σε αυτήν τη λειτουργία χωρίζεται σε συνεχείς μικρότερες περιοχές όπου λαμβάνονται ταυτόχρονα φάσματα."
Οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν το GIRAFFE για τη μέτρηση των πεδίων ταχύτητας αρκετών δεκάδων μακρινών γαλαξιών, οδηγώντας στην εκπληκτική ανακάλυψη ότι έως και το 40% των απομακρυσμένων γαλαξιών ήταν «εκτός ισορροπίας» - οι εσωτερικές τους κινήσεις ήταν πολύ διαταραγμένες - ένα πιθανό σημάδι ότι είναι εξακολουθεί να δείχνει τις συνέπειες των συγκρούσεων μεταξύ γαλαξιών.
Όταν περιορίστηκαν μόνο σε αυτούς τους γαλαξίες που προφανώς έχουν φτάσει στην ισορροπία τους, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι η σχέση μεταξύ της σκοτεινής ύλης και του αστρικού περιεχομένου δεν φαίνεται να έχει εξελιχθεί τα τελευταία 6 δισεκατομμύρια χρόνια.
Χάρη στην εξαιρετική του φασματική ανάλυση, το GIRAFFE επιτρέπει επίσης για πρώτη φορά να μελετήσει την κατανομή του αερίου ως συνάρτηση της πυκνότητάς του σε τόσο μακρινούς γαλαξίες. Τα πιο εντυπωσιακά αποτελέσματα αποκαλύπτουν μια πιθανή εκροή αερίου και ενέργειας που προκαλείται από τον έντονο σχηματισμό αστεριών μέσα στον γαλαξία και μια γιγαντιαία περιοχή πολύ θερμού αερίου (περιοχή HII) σε έναν γαλαξία σε ισορροπία που παράγει πολλά αστέρια.
«Μια τέτοια τεχνική μπορεί να επεκταθεί για να αποκτήσει χάρτες πολλών φυσικών και χημικών χαρακτηριστικών των απομακρυσμένων γαλαξιών, επιτρέποντάς μας να μελετήσουμε λεπτομερώς πώς συγκέντρωσαν τη μάζα τους καθ 'όλη τη διάρκεια της ζωής τους», δήλωσε ο Fran? Ois Hammer. «Από πολλές απόψεις, το GIRAFFE και η πολυλειτουργική λειτουργία πεδίου μας δίνουν μια πρώτη γεύση του τι θα επιτευχθεί με μελλοντικά εξαιρετικά μεγάλα τηλεσκόπια.»
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων ESO
