Οι αστρονόμοι αναπτύσσουν νέο τρόπο για να εντοπίζουν τη σκοτεινή ύλη των γαλαξιών

Οι αστρονόμοι βρήκαν έναν νέο τρόπο για να δουν τα άπιαστα φωτοστέφανα της σκοτεινής ύλης που περιβάλλουν τους γαλαξίες, σύμφωνα με νέα έρευνα. Λένε ότι η νέα τεχνική είναι 10 φορές πιο ακριβής από την καλύτερη προηγούμενη μέθοδο.

Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι έως και το 85 τοις εκατό της μάζας στο Σύμπαν είναι ουσιαστικά αόρατο. Αυτή η σκοτεινή ύλη δεν μπορεί να παρατηρηθεί άμεσα επειδή δεν αλληλεπιδρά με το φως με τον ίδιο τρόπο όπως η συνηθισμένη ύλη που αποτελείται από αστέρια, πλανήτες και τη ζωή στη Γη.

Έτσι, για να μετρήσουν αυτό που δεν μπορεί να φανεί, οι επιστήμονες αναλύουν την επίδραση της σκοτεινής ύλης στη βαρύτητα.

"Είναι σαν να κοιτάς μια σημαία για να προσπαθήσεις να μάθεις πόσος άνεμος υπάρχει", είπε ο Pol Gurri, διδάκτορας στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Swinburne της Αυστραλίας, ο οποίος ηγήθηκε της έρευνας. "Δεν μπορείς να δεις τον άνεμο, αλλά η κίνηση της σημαίας σου λέει πόσο δυνατά φυσάει ο άνεμος.»

Διαβάστε περισσότερα για τη σκοτεινή ύλη:

• Αναζητώντας απεγνωσμένα τη σκοτεινή ύλη:η αναζήτηση για το 95 τοις εκατό του Σύμπαντος
• Άγριες ιδέες στην επιστήμη:Η σκοτεινή ύλη μπορεί να βρίσκεται κάτω από τα πόδια μας

Η νέα έρευνα, που δημοσιεύτηκε στο Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , εξετάζει ένα φαινόμενο που ονομάζεται ασθενής βαρυτικός φακός – χαρακτηριστικό της γενικής θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιν.

Ο αναπληρωτής καθηγητής Edward Taylor, επίσης στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Swinburne, δήλωσε:«Η σκοτεινή ύλη θα παραμορφώσει πολύ ελαφρά την εικόνα οτιδήποτε πίσω της. Το αποτέλεσμα μοιάζει λίγο με την ανάγνωση μιας εφημερίδας μέσα από τη βάση ενός ποτηριού κρασιού.»

Ενώ ο ασθενής βαρυτικός φακός είναι ήδη ένας από τους πιο επιτυχημένους τρόπους χαρτογράφησης του περιεχομένου της σκοτεινής ύλης του Σύμπαντος, η ομάδα Swinburne χρησιμοποίησε τώρα το τηλεσκόπιο ANU 2,3m στην Αυστραλία για να χαρτογραφήσει πώς περιστρέφονται οι γαλαξίες με βαρυτικό φακό.

«Επειδή γνωρίζουμε πώς τα αστέρια και το αέριο υποτίθεται ότι κινούνται μέσα στους γαλαξίες, ξέρουμε περίπου πώς πρέπει να μοιάζει αυτός ο γαλαξίας», είπε ο Gurri. "Μετρώντας πόσο παραμορφωμένες είναι οι πραγματικές εικόνες των γαλαξιών, τότε μπορούμε να καταλάβουμε πόση σκοτεινή ύλη χρειάζεται για να εξηγήσουμε αυτό που βλέπουμε."

Η νέα έρευνα δείχνει πώς αυτές οι πληροφορίες ταχύτητας επιτρέπουν μια πολύ πιο ακριβή μέτρηση του φαινομένου του φακού από ό,τι είναι δυνατή χρησιμοποιώντας μόνο το σχήμα.

Οι ερευνητές ελπίζουν ότι ο νέος τρόπος που βλέπουν τη σκοτεινή ύλη θα βοηθήσει στη δημιουργία μιας σαφέστερης εικόνας του ρόλου που παίζει στον σχηματισμό των γαλαξιών.

«Δείξαμε ότι μπορούμε να συνεισφέρουμε πραγματικά σε αυτές τις παγκόσμιες προσπάθειες με ένα σχετικά μικρό τηλεσκόπιο που κατασκευάστηκε τη δεκαετία του 1980, απλώς σκεφτόμαστε το πρόβλημα με διαφορετικό τρόπο», είπε ο Δρ Taylor.

Τι είναι η σκοτεινή ύλη;

Πάνω από το 80 τοις εκατό της ύλης στο Σύμπαν αποτελείται από αυτό το υλικό, αλλά παρά το όνομά του δεν μπορεί απλά να αποτελείται από νεκρά αστέρια, αέρια και σκόνη. Η σκοτεινή ύλη πρέπει να αποτελείται από κάτι πιο εξωτικό από τα τυπικά ατομικά σωματίδια για να διασφαλιστεί ότι η Μεγάλη Έκρηξη παράγει ένα σύμπαν χημικά παρόμοιο με αυτό που βλέπουμε.

Τέτοιοι παρατηρητικοί περιορισμοί ανάγκασαν τους θεωρητικούς να επικεντρωθούν σε μια χούφτα υποψηφίων για τη σκοτεινή ύλη.

Οι κύριοι υποψήφιοι περιλαμβάνουν τα λεγόμενα ασθενώς αλληλεπιδρώντα μαζικά σωματίδια («WIMPs») και gravitinos, η ύπαρξη των οποίων προβλέπεται από θεωρίες που στοχεύουν στην ενοποίηση όλων των θεμελιωδών δυνάμεων και σωματιδίων της φύσης και αξόνια, που προβλέπονται ότι υπάρχουν από θεωρίες για το πώς κρατούν οι ατομικοί πυρήνες μαζί. Τα πειράματα που γίνονται τώρα στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων θα μπορούσαν σύντομα να αποκαλύψουν την αλήθεια.

Διαβάστε περισσότερα:

• Τι είναι η σκοτεινή ενέργεια;
• Τι είναι η εξωτική ύλη;
• Θα μπορούσε η «σκοτεινή ύλη» να είναι απλώς νεκρά αστέρια και πλανήτες που επιπλέουν στα βάθη του διαστήματος;