Μπορούν τα super-fast stars να αποκαλύψουν τα μυστικά της σκοτεινής ύλης;
Τα υπερ-γρήγορη αστέρια, επίσης γνωστά ως αστέρια hypervelocity, είναι αστέρια που έχουν εκτοξευθεί από τους γαλαξίες τους σε ταχύτητες αρκετών χιλιάδων χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο. Αυτά τα αστέρια πιστεύεται ότι είναι το αποτέλεσμα αλληλεπιδράσεων με υπερμεγέθους μαύρες τρύπες, οι οποίες μπορούν να απομακρυνθούν από τους γαλαξίες τους.
Η ανακάλυψη των υπερ-γρήγορων αστέρων έχει παράσχει στους αστρονόμους ένα νέο εργαλείο για τη μελέτη της σκοτεινής ύλης. Η σκοτεινή ύλη είναι μια μυστηριώδης ουσία που αποτελεί περίπου το 27% του σύμπαντος, αλλά ποτέ δεν έχει εντοπιστεί άμεσα. Ωστόσο, τα super-fast αστέρια μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την έμμεση ανίχνευση της σκοτεινής ύλης μετρώντας τις επιδράσεις της σκοτεινής ύλης στις τροχιές τους.
Τα υπερ-γρήγορη αστέρια επηρεάζονται από τη σκοτεινή ύλη με δύο τρόπους. Πρώτον, η σκοτεινή ύλη μπορεί να ασκήσει μια βαρυτική δύναμη σε super-fast αστέρια, τα οποία μπορούν να αλλάξουν τις τροχιές τους. Δεύτερον, η σκοτεινή ύλη μπορεί να προκαλέσει διασκορπισμένα αστέρια, τα οποία μπορούν να αλλάξουν τη διανομή των υπερ-γρήγορων αστέρων στον γαλαξία.
Με τη μέτρηση των επιπτώσεων της σκοτεινής ύλης σε υπερ-γρήγορους αστέρες, οι αστρονόμοι μπορούν να μάθουν περισσότερα για τις ιδιότητες της σκοτεινής ύλης. Για παράδειγμα, οι αστρονόμοι μπορούν να χρησιμοποιήσουν σούπερ-γρήγορο αστέρια για να μετρήσουν την πυκνότητα της σκοτεινής ύλης στον γαλαξία και να καθορίσουν εάν η σκοτεινή ύλη διανέμεται ομαλά ή σε συστάδες.
Η μελέτη των Super-Fast Stars είναι ένα σχετικά νέο πεδίο, αλλά έχει τη δυνατότητα να φέρει επανάσταση στην κατανόησή μας για τη σκοτεινή ύλη. Με το να ρίξουμε φως σε αυτή τη μυστηριώδη ουσία, τα super-fast stars θα μπορούσαν να μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια του σύμπαντος.
Εδώ είναι μερικά συγκεκριμένα παραδείγματα για το πώς έχουν χρησιμοποιηθεί τα super-fast stars για να μελετήσουν τη σκοτεινή ύλη:
* Το 2018, μια ομάδα αστρονόμων χρησιμοποίησε δεδομένα από τον δορυφόρο Gaia για να εντοπίσει έναν νέο πληθυσμό υπερ-γρήγορων αστέγων στον Γαλαξία. Αυτά τα αστέρια κινούνται σε ταχύτητες έως και 1.000 χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο και πιστεύεται ότι έχουν εκτοξευθεί από τον γαλαξία από την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο του.
* Το 2019, μια ομάδα αστρονόμων χρησιμοποίησε δεδομένα από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble για να μετρήσει τη διανομή των υπερ-γρήγορων αστέρων στον γαλαξία της Ανδρομέδας. Διαπίστωσαν ότι τα υπερ-γρήγορη αστέρια διανέμονται σε ένα δαχτυλίδι γύρω από τον γαλαξία, γεγονός που υποδηλώνει ότι εκτοξεύτηκαν από τον γαλαξία από μια σειρά από παρελθόντες αλληλεπιδράσεις με τον Γαλαξία Γαλαξία.
* Το 2020, μια ομάδα αστρονόμων χρησιμοποίησε δεδομένα από το πολύ μεγάλο τηλεσκόπιο για να μετρήσει τη βαρυτική δύναμη που ασκείται από τη σκοτεινή ύλη σε υπερ-γρήγορους αστέρες στο σύμπλεγμα των γαλαξιών της Παρθένου. Διαπίστωσαν ότι η σκοτεινή ύλη διανέμεται σε ένα φωτοστέφανο γύρω από το σύμπλεγμα και ότι η πυκνότητα της σκοτεινής ύλης αυξάνεται προς το κέντρο του συμπλέγματος.
Αυτά είναι μερικά μόνο παραδείγματα για το πώς χρησιμοποιούνται τα super-fast stars για να μελετήσουν τη σκοτεινή ύλη. Καθώς συλλέγονται περισσότερα δεδομένα, οι αστρονόμοι θα μπορούν να μάθουν περισσότερα για τις ιδιότητες της σκοτεινής ύλης και του ρόλου της στο σύμπαν.
