Ερευνητές υποστηρίζουν ότι κατέγραψαν οπτικά το μυστηριώδες δομικό κοσμικό υλικό.
Παρά το γεγονός ότι αποτελεί περισσότερο από το ένα τέταρτο του Σύμπαντος, η σκοτεινή ύλη έχει παραμείνει πεισματικά αόρατη στα τηλεσκόπια των επιστημόνων για δεκαετίες. Όμως διεθνής ερευνητική ομάδα πιστεύει ότι εντόπισε τα ίχνη της.
Αν και αυτή η … άπιαστη ύλη δεν εκπέμπει καμία δική της ενέργεια η κρατούσα θεωρία αναφέρει πώς όταν τα σωματίδια της συγκρούονται παράγουν εκλάμψεις ακτινοβολίας γάμμα. Για αυτόν τον λόγο οι επιστήμονες θεωρούν ότι η μυστηριώδης λάμψη ακτίνων γάμμα που προέρχεται από το εσωτερικό του δικού μας γαλαξία θα μπορούσε να αποκαλύψει πού κρύβεται η σκοτεινή ύλη.
Αν έχουν δίκιο αυτό θα μπορούσε να αποτελέσει την πρώτη απτή απόδειξη ότι η σκοτεινή ύλη πράγματι υπάρχει. «Η σκοτεινή ύλη κυριαρχεί στο σύμπαν και συγκρατεί τους γαλαξίες. Είναι εξαιρετικά σημαντική και σκεφτόμαστε συνεχώς τρόπους για να την ανιχνεύσουμε. Οι ακτίνες γάμμα και ειδικά το περίσσιο φως που παρατηρούμε στο κέντρο του γαλαξία μας θα μπορούσαν να είναι το πρώτο μας στοιχείο» λέει ο καθηγητής Τζόσεφ Σιλκ συν–συγγραφέας της μελέτης.
Η εικόνα
Η σκοτεινή ύλη είναι ένας αόρατος τύπος σωματιδίου που αποτελεί μεγάλο μέρος της επιπλέον μάζας που «λείπει» από τους περισσότερους γαλαξίες.
Αν και οι επιστήμονες μπορούν να δουν τα βαρυτικά αποτελέσματα που προκαλεί αυτή η κρυμμένη μάζα, η σκοτεινή ύλη δεν εκπέμπει ενέργεια που να μπορεί να ανιχνευθεί από τα τηλεσκόπια.
Από το 2008 ο δορυφόρος Fermi της NASA κατασκευάζει σταδιακά μια εικόνα του γαλαξία μας μέσω ακτίνων γάμμα. Όταν οι επιστήμονες παρατήρησαν αυτήν την εικόνα, διέκριναν κάτι εξαιρετικά ασυνήθιστο: το κέντρο του γαλαξία μας φαινόταν να είναι γεμάτο με μια διάχυτη λάμψη ακτίνων γάμμα η οποία δεν προερχόταν από κάποια συγκεκριμένη πηγή.
Για να εξηγήσουν αυτό το φαινόμενο, οι επιστήμονες πρότειναν δύο ανταγωνιστικές θεωρίες. Είτε η λάμψη προέρχεται από τους περιστρεφόμενους πυρήνες ετοιμοθάνατων άστρων είτε από συγκρουόμενη σκοτεινή ύλη. Ωστόσο το να διαπιστωθεί ποια από τις δύο εξηγήσεις είναι η σωστή αποδείχθηκε εξαιρετικά δύσκολο.
Η σκοτεινή ύλη
Η σκοτεινή ύλη υπερτερεί σε μάζα της ορατής ύλης περίπου έξι προς ένα αποτελώντας περίπου το 27% του Σύμπαντος. Σε αντίθεση με την κανονική ύλη, δεν αλληλεπιδρά με την ηλεκτρομαγνητική δύναμη και έτσι δεν απορροφά, δεν ανακλά και δεν εκπέμπει φως κάτι που την καθιστά εξαιρετικά δύσκολο να εντοπιστεί. Οι ερευνητές έχουν καταφέρει να συμπεράνουν την ύπαρξή της μόνο από τα βαρυτικά αποτελέσματα που φαίνεται να ασκεί στην ορατή ύλη.
Η ανακάλυψη
Στη νέα τους μελέτη που δημοσιεύτηκε στην επιθεώρηση «Physical Review Letters» οι ερευνητές χρησιμοποίησαν υπερυπολογιστές για να δημιουργήσουν έναν χάρτη της σκοτεινής ύλης μέσα στο γαλαξία μας. Αυτό που διαφοροποίησε την προσέγγισή τους ήταν ότι συνυπολόγισαν τον τρόπο με τον οποίο σχηματίστηκε ο γαλαξίας μας.
«Ο γαλαξίας μας σχηματίστηκε από ένα τεράστιο νέφος σκοτεινής ύλης. Η κανονική ύλη ψύχθηκε και έπεσε προς τα κεντρικά τμήματα, παρασύροντας μαζί της και μέρος της σκοτεινής ύλης» εξηγεί ο Σιλκ. Με το πέρασμα δισεκατομμυρίων ετών, η σκοτεινή ύλη από αυτά τα συστήματα συσσωρεύτηκε στον πυκνό γαλαξιακό πυρήνα, αυξάνοντας τον αριθμό των συγκρούσεων.
Όταν οι ερευνητές συνέκριναν τις προσομοιώσεις τους με πραγματικές εικόνες του γαλαξία από το Fermi διαπίστωσαν ότι τα αποτελέσματα ταίριαζαν. Αν και αυτό δεν αποτελεί ακόμη αδιάσειστη απόδειξη της ύπαρξης σκοτεινής ύλης ενισχύει την ελκυστική πιθανότητα ότι η λάμψη ακτίνων γάμμα όντως προέρχεται από αυτήν.
«Το βασικό μας νέο εύρημα είναι ότι η σκοτεινή ύλη ταιριάζει με τα δεδομένα ακτίνων γάμμα τουλάχιστον εξίσου καλά με την εναλλακτική υπόθεση των νετρονικών άστρων» «Έχουμε αυξήσει τις πιθανότητες ότι η σκοτεινή ύλη έχει ανιχνευθεί έμμεσα» λέει ο Σιλκ. Παραμένει, ωστόσο, πιθανό η λάμψη ακτίνων γάμμα να παράγεται από περιστρεφόμενα άστρα νετρονίων.
Ο καθηγητής Silk αναφέρει ότι η «μεγάλη του ελπίδα» είναι πως το παρατηρητήριο Cerenkov Telescope Array, το οποίο πρόκειται να κατασκευαστεί στη Χιλή, θα μπορέσει να επιλύσει οριστικά τη διαμάχη. Το Cerenkov Telescope Array θα είναι το ισχυρότερο τηλεσκόπιο ακτίνων γάμμα στον κόσμο και θα διαθέτει την ευαισθησία να ανιχνεύει τις ελάχιστες διαφορές ανάμεσα στις ακτίνες γάμμα που παράγονται από τη σκοτεινή ύλη και στην ακτινοβολία που προέρχεται από περιστρεφόμενα άστρα νετρονίων.
Εναλλακτικά, το τηλεσκόπιο θα μπορούσε να σαρώσει κοντινούς νάνους γαλαξίες, οι οποίοι θεωρείται ότι αποτελούνται κυρίως από σκοτεινή ύλη. «Η ανίχνευση του ίδιου σήματος που εντόπισε το Fermi στο κέντρο του γαλαξία θα επιβεβαίωνε την υπόθεση της σκοτεινής ύλης» λέει ο Σιλκ.
