Πάνω από το ένα τρίτο της «φυσιολογικής» ύλης στο τοπικό Σύμπαν – της ορατής δηλαδή ύλης που αποτελεί τα αστέρια, τους πλανήτες, τους γαλαξίες, τη ζωή – “λείπει”. Για την ακρίβεια, παρόλο που δεν έχει ακόμη εντοπιστεί, αποτελεί βασικό συστατικό των καθιερωμένων μοντέλων μας για το σύμπαν. Αυτή η «χαμένη ύλη» δεν αναφέρεται στη σκοτεινή ύλη, την μυστηριώδη ουσία που παραμένει ουσιαστικά αόρατη επειδή δεν αλληλεπιδρά με το φως, αλλά αντίθετα, είναι «συνηθισμένη ύλη» αποτελούμενη από άτομα, που με την σειρά τους αποτελούνται από ηλεκτρόνια, πρωτόνια και νετρόνια (συλλογικά ονομάζονται βαρυόνια).
Τα προαναφερθέντα μοντέλα του Σύμπαντος, συμπεριλαμβανομένου του καθιερωμένου μοντέλου της κοσμολογίας , υποστηρίζουν ότι η “χαμένη” βαρυονική ύλη του σύμπαντος κρύβεται σε μακριές, λεπτές δομές ανάμεσα σε γαλαξιακά σμήνη, που ονομάζονται κοσμικά νήματα (filaments). Η ύλη αυτή εκτιμάται πως βρίσκεται σε μια κατάσταση θερμού, και πολύ αραιού αερίου που αποτελείται από πρωτόνια και ηλεκτρόνια. Το αέριο αυτό ονομάζεται θερμό-ζεστό διαγαλαξιακό μέσο (warm-hot intergalactic medium – WHIM).
Όμως, ενώ έχουμε εντοπίσει τέτοια νήματα στο παρελθόν, είναι δύσκολο να προσδιορίσουμε τις ιδιότητές τους. Συνήθως είναι αμυδρά, γεγονός που σημαίνει ότι το φως τους υπερκαλύπτεται από άλλες πηγές, όπως γαλαξίες και κβάζαρ που τροφοδοτούνται από υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες . Ως αποτέλεσμα, τα χαρακτηριστικά αυτών των μυστηριωδών νημάτων έχουν παραμείνει ασαφή και δυσδιάκριτα.
Το νήμα αποτελείται από θερμό διαγαλαξιακό αέριο (που φαίνεται με στίγματα μαύρο-κίτρινο), έναν τύπο «συνηθισμένης ύλης» που έχει αποδειχθεί πολύ δύσκολο να βρεθεί για τους αστρονόμους.
Η ανακάλυψη
Αλλά τώρα, μια ομάδα αστρονόμων με επικεφαλής τον Έλληνα ερευνητή Κωνσταντίνο Μίγκα μπόρεσε για πρώτη φορά να προσδιορίσει τις ιδιότητες ενός από αυτά τα νήματα θερμού αερίου, όσον αφορά την πυκνότητα και τη θερμοκρασία του, και το οποίο εκτείνεται ανάμεσα σε τέσσερα σμήνη γαλαξιών σε απόσταση 700 εκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη.
Με θερμοκρασία πάνω από 10 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου, και μήκος 23 εκατομμυρίων ετών φωτός, το νήμα περιέχει περίπου 10 φορές τη μάζα του Γαλαξία μας και συνδέει τέσσερα σμήνη γαλαξιών: δύο στο ένα άκρο και δύο στο άλλο. Αυτά τα 4 σμήνη αποτελούν μέρος του Υπερσμήνους γαλαξιών Shapley, μιας συλλογής περισσότερων από 8000 γαλαξιών που σχηματίζει μία από τις πιο ογκώδεις δομές στο κοντινό Σύμπαν.
«Για πρώτη φορά, τα αποτελέσματά μας ταιριάζουν απόλυτα με αυτά που βλέπουμε στο κυρίαρχο μοντέλο του σύμπαντος – κάτι που δεν έχει συμβεί ποτέ πριν», ανέφερε ο Κωνσταντίνος Μίγκας. «Φαίνεται ότι το κοσμολογικό μας μοντέλο είναι σωστό όσον αφορά τη χαμένη βαρυονική ύλη».
Η επιτυχημένη προσέγγιση
Οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν τα διαστημικά τηλεσκόπια ακτίνων Χ, XMM-Newton του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA), και το Suzaku, έναν δορυφόρο της Ιαπωνικής Υπηρεσίας Αεροδιαστημικής Εξερεύνησης (JAXA), για να κάνουν την ανακάλυψη.
Τα δύο τηλεσκόπια ακτίνων Χ συνεργάστηκαν ιδανικά: Το Suzaku χαρτογράφησε το αμυδρό φως ακτίνων Χ του υπερμεγέθους νήματος θερμού αερίου , ενώ το XMM-Newton εντόπισε και μελέτησε με μεγάλη ακρίβεια τις πηγές ακτίνων Χ που “μολύνουν” το σήμα από τη νήμα, δηλαδή, υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που βρίσκονταν εντός του νήματος και αποτελούν ισχυρές πηγές ακτινοβολίας Χ.
«Χάρη στο XMM-Newton, μπορέσαμε να εντοπίσουμε και να αφαιρέσουμε την ακτινοβολία των άλλων πηγών πέρα του νήματος (πχ μαύρες τρύπες και γαλαξίες), οπότε ξέραμε ότι κοιτούσαμε το αέριο που υπηρχε στο νήμα και τίποτα άλλο», προσθέτει ο συνεργάτης Florian Pacaud του Πανεπιστημίου της Βόννης στη Γερμανία. «Η προσέγγισή μας ήταν επιτυχημένη και αποκαλύπτει ότι το νήμα είναι ακριβώς όπως αναμενόταν από τις καλύτερες προσομοιώσεις μεγάλης κλίμακας του Σύμπαντος».
Στη συνέχεια, η ομάδα συνδύασε αυτές τις παρατηρήσεις ακτίνων Χ με οπτικά δεδομένα από μια πληθώρα άλλων τηλεσκοπίων.
Οι προεκτάσεις της ανακάλυψης
Εκτός από την αποκάλυψη ενός τεράστιου και προηγουμένως αόρατου νήματος ύλης που διατρέχει το κοντινό Σύμπαν, το εύρημα δείχνει πώς μερικές από τις πιο πυκνές και ακραίες δομές στο Σύμπαν – τα σμήνη γαλαξιών – συνδέονται μέσω αυτών των νημάτων, παρά τις κολοσσιαίες αποστάσεις.
Ρίχνει επίσης φως στην ίδια τη φύση του «κοσμικού ιστού» , του τεράστιου, αόρατου ιστού νημάτων που διατρέχει τη δομή όλων όσων βλέπουμε γύρω μας, βοηθώντας το σύμπαν να συναρμολογηθεί στην τρέχουσα μορφή του.
«Αυτή η έρευνα αποτελεί ένα εξαιρετικό παράδειγμα συνεργασίας μεταξύ τηλεσκοπίων και δημιουργεί ένα νέο σημείο αναφοράς για τον τρόπο εντοπισμού του φωτός που προέρχεται από τα αχνά νήματα του κοσμικού ιστού», προσθέτει ο Norbert Schartel, επιστήμονας του έργου ESA XMM-Newton. «Πιο ουσιαστικά, ενισχύει το καθιερωμένο μοντέλο μας για το Σύμπαν και επικυρώνει δεκαετίες προσομοιώσεων: φαίνεται ότι η «χαμένη» ύλη μπορεί πραγματικά να κρύβεται σε δυσδιάκριτα νήματα που υφαίνονται σε όλο το Σύμπαν».
Να συγχαρούμε και να ευχαριστήσουμε και από εδώ τον κ. Μίγκα για την επισκόπηση του παρόντος άρθρου!
[via]
