Πιστωτική εικόνα: Χαμπλ
Δύο Καναδοί και Αμερικανοί αστρονόμοι έχουν δημιουργήσει έναν λεπτομερή χάρτη του φωτοστέφανου της σκοτεινής ύλης που φαίνεται να περιβάλλει όλους τους γαλαξίες. Αυτό το πεπλατυσμένο φωτοστέφανο σφαίρα παρατηρήθηκε μετρώντας πώς η βαρύτητα από έναν πιο κοντινό γαλαξία κάμπτει το φως από ένα μακρινό αντικείμενο που περνά πίσω από αυτό. μια τεχνική που ονομάζεται βαρυτικός φακός.
Δύο αστρονόμοι των U και ένας συνάδελφος των ΗΠΑ πραγματοποίησαν τις πρώτες μετρήσεις του μεγέθους και του σχήματος των μαζικών φωτοστέφανων σκοτεινής ύλης που περιβάλλουν τους γαλαξίες.
«Τα ευρήματά μας μας δίνουν τη σαφέστερη εικόνα ενός πολύ μυστηριώδους μέρους του σύμπαντός μας», λέει ο κύριος ερευνητής Henk Hoekstra,
μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο U του Καναδικού Ινστιτούτου Θεωρητικής Αστροφυσικής. «Χρησιμοποιώντας σχετικά απλή φυσική, μπορούμε να ρίξουμε μια πρώτη άμεση ματιά στο μέγεθος και το σχήμα αυτών των φωτοστέφανων που είναι περισσότερο από πενήντα φορές πιο ογκώδεις από το μέρος που παράγει το γαλαξία που παράγει φως». Αυτός και η ομάδα του παρουσίασαν τα ευρήματά τους στις 25 Ιουλίου στη 25η γενική συνέλευση της Διεθνούς Αστρονομικής Ένωσης στο Σίδνεϊ της Αυστραλίας.
Η έρευνά τους δείχνει ότι τα φωτοστέφανα της σκοτεινής ύλης εκτείνονται περισσότερο από πέντε φορές περισσότερο από τα ορατά αστέρια σε έναν γαλαξία, λέει ο Hoekstra. Στην περίπτωση του Γαλαξία μας, λέει, το φωτοστέφανο εκτείνεται σε περισσότερα από 500.000 έτη φωτός μακριά και ζυγίζει περίπου 880 δισεκατομμύρια φορές περισσότερο από τον ήλιο. Τα ευρήματα παρέχουν επίσης ισχυρή υποστήριξη για το δημοφιλές μοντέλο «ψυχρής σκοτεινής ύλης» του σύμπαντος.
Η σκοτεινή ύλη δεν εκπέμπει φως και, ως εκ τούτου, δεν μπορεί να φανεί άμεσα,
Ο Hoekstra εξηγεί. Η μόνη απόδειξη για την ύπαρξή της προέρχεται από τη βαρυτική έλξη στα αστέρια, το αέριο και τις ακτίνες φωτός. Η σκοτεινή ύλη πιστεύεται ότι αντιπροσωπεύει περίπου το 25% της συνολικής μάζας στο σύμπαν, με το υπόλοιπο σύμπαν να αποτελείται από φυσιολογική ύλη (πέντε τοις εκατό) και σκοτεινή ενέργεια (70 τοις εκατό).
Μέχρι σήμερα, οι περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τη σκοτεινή ύλη προέρχονται από μετρήσεις της κίνησης του αερίου και των άστρων στις εσωτερικές περιοχές των γαλαξιών. Άλλα σημαντικά δεδομένα προέρχονται από προσομοιώσεις υπολογιστών του σχηματισμού της δομής του σύμπαντος. Ωστόσο, οι επιστήμονες μπορούν να εξηγήσουν τα ευρήματά τους για τη σκοτεινή ύλη μόνο εάν είναι αλήθεια ότι οι γαλαξίες περιβάλλονται από τεράστια, τρισδιάστατα φωτοστέφανα.
Η πλειονότητα των αστρονόμων πιστεύει στη λεγόμενη θεωρία της ψυχρής σκοτεινής ύλης του σύμπαντος, η οποία υποδηλώνει ότι αυτά τα φωτοστέφανα είναι ελαφρώς ισοπεδωμένα. Τα ευρήματα του Hoekstra επιβεβαιώνουν αυτό. Χρησιμοποιώντας τη σχετικά νέα τεχνική ασθενούς βαρυτικού φακού που επιτρέπει στους αστρονόμους να μελετήσουν το μέγεθος και το σχήμα της σκοτεινής ύλης, η ομάδα μέτρησε τα σχήματα περισσότερων από 1,5 εκατομμυρίων απομακρυσμένων γαλαξιών χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο Καναδά-Γαλλίας-Χαβάης στη Χαβάη. «Οι μικρές αλλαγές στα σχήματα των γαλαξιών μας έδωσαν μια ισχυρή ένδειξη ότι τα φωτοστέφανα είναι ισοπεδωμένα, σαν μια λαστιχένια σφαίρα συμπιεσμένη στο μισό του μεγέθους», λέει ο Hoekstra.
Τα ευρήματά τους μπορούν επίσης να εφαρμοστούν σε μια ευρύτερη επιστημονική συζήτηση σχετικά με τη φύση του σύμπαντος. Μερικοί επιστήμονες έχουν αναπτύξει θεωρίες για το σύμπαν χρησιμοποιώντας την υπόθεση ότι δεν υπάρχει σκοτεινή ύλη και, ως αποτέλεσμα, έχουν προτείνει αλλαγές στον νόμο της βαρύτητας. Ωστόσο, ο Hoekstra είναι πεπεισμένος ότι τα ευρήματα της ομάδας του θα αντικρούσουν αυτές τις θεωρίες.
Η έρευνα διεξήχθη με τον καθηγητή Howard Yee του U του Τμήματος Αστρονομίας και Αστροφυσικής και τον Michael Gladders, έναν πρώην μεταπτυχιακό φοιτητή του Τ τώρα που βρίσκεται στα Παρατηρητήρια του Carnegie Institution of Washington στην Pasadena της Καλιφόρνια. Χρηματοδοτήθηκε από τις Φυσικές Επιστήμες και Συμβούλιο Έρευνας Μηχανικής του Καναδά και U του T.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο Τύπου του Πανεπιστημίου του Τορόντο
