Στο Σύμπαν υπάρχει η συμβατική, ορατή ύλη, όπως τα αέρια, η κοσμική σκόνη, τα άστρα, οι πλανήτες και οι γαλαξίες. Πέρα από αυτήν, υπάρχει επίσης η αόρατη σκοτεινή ύλη, η οποία είναι γνωστή μόνο μέσα από τις βαρυτικές της επιδράσεις σε μεγάλα βάθη. Επιπλέον, ερευνητές ισχυρίζονται ότι έχουν εντοπίσει τη «χαμένη» ύλη.
Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι η ορατή ύλη αντιστοιχεί μόλις στο 15% του συνολικού υλικού στο Σύμπαν, ωστόσο έχουν δυσκολίες να προσδιορίσουν την πραγματική της θέση, καθώς έχουν καταγράψει μόνο το 50% αυτής της ποσότητας. Χρησιμοποιώντας ισχυρές ραδιοκυμματικές εκρήξεις από 69 τοποθεσίες στο Σύμπαν, μια ερευνητική ομάδα αναφέρει ότι βρήκε αυτή την «χαμένη» ύλη.
Η ύλη αυτή εντοπίστηκε κυρίως ως αραιό αέριο που βρίσκεται στα άκρα των γαλαξιών, και οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι αυτό οφείλεται στην επίδραση που έχει η ύλη στις ραδιοκύματα που ταξιδεύουν στο Διάστημα. Αυτή η αραιή ύλη αντιπροσωπεύει το διαγαλαξιακό μέσο, μια μορφή ομίχλης ανάμεσα στους γαλαξίες.
Η ποσότητα της συνηθισμένης ύλης είχε προηγουμένως υπολογιστεί μέσω της παρατήρησης του φωτός που προήλθε από το γεγονός της Μεγάλης Έκρηξης, περίπου 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, αλλά οι επιστήμονες δεν κατάφεραν να αναγνωρίσουν τη μισή από αυτήν.
«Το ερώτημα είναι: Πού κρύβεται αυτή η ύλη; Η απάντηση φαίνεται να είναι: σε έναν διάχυτο κοσμικό ιστό, μακριά από τους γαλαξίες», δήλωσε ο καθηγητής αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο Χάρβαρντ, Λίαμ Κόνορ, επικεφαλής της μελέτης που δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Nature Astronomy».
Τα φωτοστέφανα
Οι ερευνητές εντόπισαν μέρος της χαμένης ύλης σε φωτοστέφανα διαχυτής ύλης που περιβάλλουν τους γαλαξίες, συμπεριλαμβανομένου και του δικού μας. Αυτή η συνηθισμένη ύλη αποτελείται από βαρυόνια, τα βασικά υποατομικά σωματίδια που χρειάζονται για τον σχηματισμό ατόμων.
«Όλοι οι άνθρωποι, πλανήτες και αστέρες είναι φτιαγμένοι από βαρυόνια. Η σκοτεινή ύλη, όμως, είναι μια μυστηριώδης ουσία που συνιστά το μεγαλύτερο μέρος της ύλης στο Σύμπαν. Δεν γνωρίζουμε ποιο σωματίδιο ή ουσία την απαρτίζει, ενώ για τη συνηθισμένη ύλη έχουμε σαφή γνώση», λέει ο Κόνορ.
Πώς, λοιπόν, κατέληξαν τόσες ποσότητες της συνηθισμένης ύλης στον κενό χώρο; Μεγάλες ποσότητες αερίου εκτοξεύονται από γαλαξίες κατά τη διάρκεια εκρήξεων σουπερνόβα ή από υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που καταβροχθίζουν άστρα ή αέριο.
«Αν το Σύμπαν ήταν πιο βαρετό ή αν οι νόμοι της Φυσικής ήταν διαφορετικοί, θα βλέπαμε τη συνηθισμένη ύλη να συγκεντρώνεται σε γαλαξίες και να σχηματίζει άστρα, αλλά αυτό δεν συμβαίνει», εξηγεί ο Κόνορ.
Έτσι, αυτές οι βίαιες διαδικασίες σπρώχνουν τη συνηθισμένη ύλη σε μεγάλες αποστάσεις, παραδίδοντάς τη στην κοσμική ερημιά. Αυτό το αέριο δεν βρίσκεται στην κανονική του κατάσταση, αλλά σε μορφή πλάσματος, με τα ηλεκτρόνια και τα πρωτόνια του χωρισμένα.
Οι εκρήξεις
Οι διαδικασίες για την ανίχνευση και μέτρηση της χαμένης ύλης περιλαμβάνουν φαινόμενα γνωστά ως γρήγορες ραδιοεκρήξεις (FRB), που είναι έντονοι παλμοί ραδιοκυμάτων προερχόμενοι από το βάθος του Σύμπαντος. Ενώ η ακριβής τους αιτία παραμένει άγνωστη, μια από τις βασικές υποθέσεις είναι πως προέρχονται από έντονα μαγνητισμένα άστρα νετρονίων, που απομένουν οίκοθεν μετά από εκρήξεις σουπερνόβα.
Καθώς το φως σε ραδιοκύματα ταξιδεύει από την πηγή των FRB στη Γη, διασπάται σε διάφορα μήκη κύματος, παρομοίως με το πώς ένα πρίσμα μετατρέπει το ηλιακό φως σε ουράνιο τόξο. Ο βαθμός αυτής της διασποράς εξαρτάται από την ποσότητα της ύλης στη διαδρομή του φωτός, γεγονός που επιτρέπει την ανίχνευση και μέτρηση της ύλης που διαφορετικά θα παρέμενε άγνωστη.
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ραδιοκύματα από 69 FRB, 39 εκ των οποίων ανακαλύφθηκαν μέσω δικτύου 110 τηλεσκοπίων στο Ραδιοσκοπικό Αστεροσκοπείο Owens Valley του Caltech, κοντά στο Bishop της Καλιφόρνια, γνωστό ως Deep Synoptic Array. Οι υπόλοιπες 30 εντοπίστηκαν μέσω άλλων τηλεσκοπίων.
Οι FRB ανιχνεύτηκαν σε αποστάσεις έως και 9,1 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη, οι πιο μακρινές που έχουν καταγραφεί. Ένα έτος φωτός είναι η απόσταση που διανύει το φως σε ένα χρόνο, περίπου 9,5 τρισεκατομμύρια χιλιόμετρα.
Με την εκτίμηση της συνολικής συνηθισμένης ύλης, οι ερευνητές προσδιόρισαν την κατανομή της. Σχεδόν το 76% βρίσκεται στον διαγαλαξιακό χώρο, περίπου το 15% σε γαλαξιακά φωτοστέφανα και το υπόλοιπο 9% συγκεντρώνεται σε γαλαξίες, κυρίως ως άστρα ή αέριο.
«Μπορούμε τώρα να προχωρήσουμε σε νέες σημαντικές αναζητήσεις για τη συνηθισμένη ύλη στο Σύμπαν και πέρα από αυτό: ποια είναι η φύση της σκοτεινής ύλης και γιατί είναι έτσι δύσκολο να μετρηθεί άμεσα;», αναφέρει ο Κόνορ.
Naftemporiki.gr
