Πώς να εντοπίσετε ένα γαλαξία από σκοτεινή ύλη

Αν μπορούσαμε να βάλουμε ειδικά γυαλιά για να δούμε την σκοτεινή ύλη γύρω μας, μπορεί να αντικρίζαμε χιλιάδες μικροσκοπικά σμήνη γαλαξιών σε σχέση με τους λιγοστούς φωτεινούς γαλαξίες γύρω μας, όπως είναι η Ανδρομέδα και ο δικός μας Γαλαξίας.

 

Δεν μπορούμε να το κάνουμε – αλλά έχουμε μια άλλη τεχνική να το καταφέρουμε. Μια τεχνική γνωστή ως βαρυτικός εστιασμός μας επέτρεψε να δούμε έναν από αυτούς τους σκοτεινούς νάνους γαλαξίες, γεγονός που υποδηλώνει πως ο Γαλαξίας δεν είναι τόσο μοναχικός όσο φαίνεται σε μας τους γήινους.

Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι οι γαλαξίες συνήθως αναπτύσσονται ‘καταβροχθίζοντας’ μικρότερα κοντινά σμήνη άστρων, που ονομάζονται νάνοι γαλαξίες, με μάζα όχι πάνω από 100 εκατομμύρια φορές τη μάζα του ήλιου. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, ο Γαλαξίας μας και όλοι οι άλλοι κανονικοί γαλαξίες θα πρέπει να διατηρούν στη γειτονιά τους χιλιάδες νάνων γαλαξιών. Ωστόσο, μόνο 30 τέτοιοι σύντροφοι του δικού μας Γαλαξία έχουν επισημανθεί στη γειτονιά μας.

Πού όμως κρύβονται όλοι αυτοί οι νάνοι γαλαξίες; Μια εξήγηση είναι ότι φτιαγμένοι ως επί το πλείστον από σκοτεινή ύλη, την μυστηριώδη, αθέατη ουσία που πιστεύεται ότι αποτελεί το 83 τοις εκατό όλης της μάζας στο σύμπαν, αλλά η οποία είναι απρόθυμη να αλληλεπιδρά με την κανονική ύλη.

"Είναι εκεί έξω, αλλά απλά δεν τους βλέπουμε”, λέει η αστροφυσικός Simona Vegetti του MIT.

Μερικοί από τους γνωστούς γαλαξίες-δορυφόρους του δικού μας Γαλαξία, όπως ο νάνος γαλαξίας του Τοξότη, φαίνεται να αποτελείται ως επί το πλείστον από σκοτεινή ύλη, ενώ φιλοξενεί μόλις και μετά βίας 100 ή και λιγότερα ορατά αστέρια. Όμως, είναι δύσκολο να γνωρίζουμε πόσοι ακόμη σκοτεινοί γαλαξίες κρύβονται εκεί έξω. Και είναι ιδιαίτερα δύσκολο να γνωρίζουμε αν οι μακρινοί γαλαξίες φιλοξενούν κάποιους σκοτεινούς δορυφόρους.

"Όταν προσπαθείτε να ελέγξετε την θεωρία για τους σκοτεινούς νάνους γαλαξίες  χρησιμοποιώντας τον Γαλαξία μας σαν μοντέλο, πρέπει να ρωτήσετε, αν είναι ο Γαλαξίας σε μια ιδιαίτερη θέση ή όχι;" αναφέρει η Vegetti. «Είναι σημαντικό να δοκιμαστεί η θεωρία αυτή και σε άλλους γαλαξίες."

Διαστρέβλωση του χωροχρόνου
Τώρα, η Vegetti και οι συνεργάτες της έχουν εντοπίσει ένα σκοτεινό γαλαξία νάνο σε τροχιά γύρω από ένα τεράστιο ελλειπτικό γαλαξία 10 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά μας. Η αόρατη οντότητα, μέρος ενός συστήματος που ονομάζεται JVAS B1938 666, ζυγίζει περίπου 190 εκατομμύρια φορές τη μάζα του ήλιου, γεγονός που τον καθιστά παρόμοιο σε μέγεθος με τον νάνο γαλαξία του Τοξότη.

Η ομάδα βρήκε αυτόν τον σκοτεινό γαλαξία, εξετάζοντας τον τρόπο που η βαρύτητά του διαστρέβλωνε το χωροχρόνο γύρω του, μια τεχνική που ονομάζεται βαρυτικός εστιασμός. Όταν ο μεγάλος σύντροφος γαλαξίας του νάνου πέρασε από μπροστά από ένα ακόμη πιο μακρινό γαλαξία, η βαρύτητα του τροποποίησε το φως από τον μακρινό γαλαξία ώστε να φαίνεται σαν δακτυλίδι. Κανονικά αυτά τα δαχτυλίδια, που ονομάζονται δαχτυλίδια Αϊνστάιν, σχηματίζουν σχεδόν τέλειους κύκλους. Αλλά η παρουσία του κατά τα άλλα αόρατου νάνου γαλαξία δημιούργησε ένα μικρό ελάττωμα, με αποτέλεσμα να αλλάξει το σχήμα από δακτυλίδι σε ένα φλιτζάνι. 

Καθαρό σκοτάδι

"Το μεγάλο πλεονέκτημα αυτής της τεχνικής είναι ότι μπορούμε να την χρησιμοποιήσουμε για την ανίχνευση δορυφόρων γαλαξιών που αποτελείται από καθαρή σκοτεινή ύλη”, λέει ο Chris Fassnacht του Πανεπιστημίου Davis της Καλιφόρνιας,  – αν και είναι δύσκολο να πούμε πό εδώ αν ο γαλαξίας έχει μια χούφτα αστέρια ή όχι.

Αυτός είναι ο δεύτερος σκοτεινός γαλαξίας που εντοπίστηκε έξω από την γαλαξιακή μας γειτονιά, αλλά ο πρώτος είναι μικρός όσο και οι γνωστοί σύντροφοι του Γαλαξία μας. Ο άλλος σκοτεινός γαλαξίας ήταν μόλις 2,6 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά μας και με 18 φορές μεγαλύτερη μάζα.

"Αυτά τα δύο μαζί μας λένε ότι δεν είναι κάτι το ιδιαίτερο η παρουσία στο σύμπαν αμέτρητων σκοτεινών γαλαξιών”, τονίζει η Vegetti. Γι αυτό και η ίδια θα συνεχίσει να ψάχνει για να γνωρίζουμε με βεβαιότητα.

«Βρήκαμε δύο, έτσι ώστε όλα τώρα φαίνονται ελπιδοφόρα», συμπληρώνει.

Πηγη

Posted in: Διάστημα