Μια νέα μελέτη από το Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον προτείνει έναν πιο προσεκτικό, αλλά ενδεχομένως πιο αποτελεσματικό, τρόπο αναζήτησης της σκοτεινής ύλης. Η έρευνα δείχνει ότι ορισμένα από τα παράξενα χαρακτηριστικά που παρατηρούνται στις αστρικές ροές ενδέχεται να μην προκαλούνται από τη σκοτεινή ύλη, αλλά από τον ίδιο τον γαλαξία.
Το εύρημα θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να ξεχωρίσουν τις πραγματικές ενδείξεις για την παρουσία σκοτεινής ύλης από σήματα που μπορεί να οδηγήσουν σε λανθασμένα συμπεράσματα.
Οι αστρικές ροές και η σκοτεινή ύλη
Ο Γαλαξίας μας μπορεί να φαίνεται σχετικά τακτικός όταν παρατηρείται από μεγάλη απόσταση, καθώς το μεγαλύτερο μέρος των άστρων του βρίσκεται συγκεντρωμένο σε έναν ευρύ, περιστρεφόμενο δίσκο. Η περιοχή όμως που περιβάλλει τον γαλαξία είναι πολύ πιο σύνθετη. Ανάμεσα στις πιο ενδιαφέρουσες δομές που έχουν εντοπιστεί εκεί είναι οι αστρικές ροές, δηλαδή μακριές και στενές λωρίδες άστρων που κινούνται σε τροχιά γύρω από έναν γαλαξία.
Μια αστρική ροή μπορεί να σχηματιστεί όταν μια ομάδα άστρων, όπως ένα αστρικό σμήνος ή ένας μικρός δορυφορικός γαλαξίας, παγιδευτεί από τη βαρυτική έλξη ενός μεγαλύτερου γαλαξία. Με την πάροδο του χρόνου, η βαρύτητα του μεγαλύτερου γαλαξία τεντώνει την ομάδα των άστρων, μετατρέποντάς τη σε μια επιμήκη ροή.
Οι αστρονόμοι ενδιαφέρονται ιδιαίτερα για αυτές τις ροές επειδή λειτουργούν ως ευαίσθητοι ανιχνευτές του βαρυτικού περιβάλλοντος γύρω τους, όπως αναφέρει το interestingengineering.com. Ακόμη και σχετικά μικρές μεταβολές στη βαρύτητα μπορούν να αφήσουν ορατά ίχνη στο σχήμα τους. Για τον λόγο αυτό, οι επιστήμονες έχουν εξετάσει τις αστρικές ροές ως πιθανούς ανιχνευτές της σκοτεινής ύλης.
Μία από τις κυρίαρχες θεωρίες ήταν ότι μικρές συγκεντρώσεις σκοτεινής ύλης θα μπορούσαν να προκαλούν διαταραχές στις αστρικές ροές, καθώς αυτές κινούνται μέσα στον Γαλαξία μας. Εάν ένα νέφος σκοτεινής ύλης περνούσε κοντά από μια αστρική ροή, η βαρύτητά του θα μπορούσε να δημιουργήσει ένα κενό, μια απότομη αλλαγή, μια καμπή ή κάποια άλλη διαταραχή στη δομή της.
Σε πρώτη ανάγνωση, η μέθοδος αυτή φαίνεται ιδανική για την αναζήτηση, κάτι που δεν μπορεί να παρατηρηθεί άμεσα: τον εντοπισμό των βαρυτικών αποτυπωμάτων που αφήνει πίσω του. Υπάρχει όμως ένα σημαντικό πρόβλημα: τι θα συνέβαινε εάν κάτι διαφορετικό από τη σκοτεινή ύλη μπορούσε να δημιουργήσει τα ίδια αποτυπώματα; Αυτό ακριβώς το ερώτημα επιχείρησαν να διερευνήσουν οι ερευνητές του Πανεπιστημίου της Ουάσινγκτον.
Η σκοτεινή ύλη αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος της μάζας του Σύμπαντος
«Η σκοτεινή ύλη αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος της μάζας του Σύμπαντος και σχηματίζει τον σκελετό πάνω στον οποίο αναπτύσσονται οι γαλαξίες, αλλά ακόμη δεν γνωρίζουμε τι είναι», δήλωσε η συν-συγγραφέας της μελέτης, Νόρα Σιπ, επίκουρη καθηγήτρια Αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον. «Ο Γαλαξίας μας είναι ένα από τα καλύτερα εργαστήρια που διαθέτουμε για να το ανακαλύψουμε και οι αστρικές ροές είναι ένα από τα πιο ακριβή εργαλεία μέσα σε αυτό».
Οι ερευνητές δημιούργησαν στη συνέχεια περίπου 15.000 προσομοιωμένες αστρικές ροές και επέτρεψαν στα εικονικά συστήματα να εξελιχθούν για πέντε δισεκατομμύρια χρόνια.
Τα αποτελέσματα ήταν εντυπωσιακά. Ακόμη και χωρίς την παρουσία υποάλων σκοτεινής ύλης, η συντριπτική πλειονότητα των προσομοιωμένων ροών ανέπτυξε ακανόνιστες δομές.
Οι ερευνητές παρατήρησαν καμπές, κυματισμούς, απότομες αλλαγές, κενά, διακλαδώσεις, προεξοχές και συγκεντρώσεις άστρων. Ορισμένες από τις ροές διαταράχθηκαν μάλιστα πλήρως εξαιτίας του βαρυτικού περιβάλλοντος των γαλαξιών στους οποίους ανήκαν.
Η νέα μελέτη είχε ως στόχο να κατανοήσει τον ρόλο που διαδραματίζει ο ίδιος ο γαλαξίας-ξενιστής, και όχι οι συγκεντρώσεις σκοτεινής ύλης που βρίσκονται μέσα σε αυτόν, στη διαμόρφωση των αστρικών ροών. Οι αστρονόμοι προσομοίωσαν τέσσερις γαλαξίες μεγέθους παρόμοιου με τον Γαλαξία μας, χωρίς συγκεντρώσεις σκοτεινής ύλης, και στη συνέχεια τους «γέμισαν» με περίπου 15.000 αστρικές ροές. Μετά από πέντε δισεκατομμύρια εικονικά χρόνια, η ομάδα εντόπισε ανωμαλίες σχεδόν σε κάθε αστρική ροή, σύμφωνα με ανακοίνωση για τη μελέτη.
«Στις προσομοιώσεις μας, οι γαλαξίες-ξενιστές από μόνοι τους προκάλεσαν τα ίδια είδη ανωμαλιών που παρατηρούμε στις πραγματικές αστρικές ροές», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Αρπίτ Αρόρα, μεταδιδακτορικός ερευνητής Αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον. «Τώρα που μπορούμε να προβλέψουμε τι προκαλεί από μόνος του ο γαλαξίας-ξενιστής, μπορούμε να αρχίσουμε να απομονώνουμε το μέρος για το οποίο ευθύνεται η σκοτεινή ύλη».
Η ίδια η δομή των γαλαξιών δημιουργεί τις ανωμαλίες
Η αιτία των ανωμαλιών εντοπίστηκε στη δομή των ίδιων των γαλαξιών. Σε κάθε προσομοιωμένο γαλαξία, τα άστρα ήταν κατανεμημένα με σχετικά άνισο τρόπο στον δίσκο, δημιουργώντας περιοχές μεγαλύτερης και μικρότερης πυκνότητας, ώστε να προσομοιωθεί η σύνθεση ενός πραγματικού γαλαξία όπως ο δικός μας.
Καθώς οι προσομοιωμένες αστρικές ροές περνούσαν μέσα από πυκνότερες περιοχές του διαστήματος, κάμπτονταν και διαλύονταν εξαιτίας του ανομοιόμορφου βαρυτικού περιβάλλοντος.
Ο Αρόρα περίμενε ότι οι γαλαξίες-ξενιστές θα προκαλούσαν ορισμένες ανωμαλίες στις ροές, όμως ο μεγάλος αριθμός τους τον εξέπληξε.
«Διαπιστώσαμε ότι σχεδόν όλες οι ροές είχαν κάποιου είδους δομική διαφοροποίηση», δήλωσε ο Αρόρα. «Επομένως, η ιδέα ότι οι ροές είναι από τη φύση τους λεπτές και ομαλές δεν ήταν απαραίτητα αληθινή».
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου
ΤΑ ΣΧΟΛΙΑ ΑΝΑΡΤΩΝΤΑΙ ME ΜΙΚΡΗ ΚΑΘΥΣΤΕΡΗΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΟΠΙΝ ΕΛΕΓΧΟΥ