Για αιώνες οι αστρονόμοι προσπαθούν να κατανοήσουν την προέλευση των σφαιρικών σμηνών, αυτών των πυκνών συσσωρεύσεων άστρων που περιφέρονται γύρω από τους γαλαξίες και ξεχωρίζουν για την απουσία Σκοτεινής Ύλης. Μια νέα μελέτη με επικεφαλής το University of Surrey έρχεται να ρίξει φως στο αίνιγμα, χρησιμοποιώντας πρωτοποριακές προσομοιώσεις που όχι μόνο εξηγούν πώς δημιουργούνται τα σφαιρικά σμήνη αλλά αποκαλύπτουν και μια άγνωστη μέχρι σήμερα κατηγορία κοσμικών αντικειμένων.
Τα σφαιρικά σμήνη αποτελούνται από εκατοντάδες χιλιάδες ή και εκατομμύρια άστρα, συγκεντρωμένα σε έναν σχετικά μικρό χώρο. Εντοπίζονται στις παρυφές γαλαξιών, όπως και στον δικό μας Γαλαξία, και αποτελούν από τα αρχαιότερα γνωστά συστήματα του Σύμπαντος. Παρά την εκτενή μελέτη τους από τον 17ο αιώνα, παραμένουν αινιγματικά. Σε αντίθεση με τους γαλαξίες, δεν παρουσιάζουν ίχνη Σκοτεινής Ύλης, ενώ τα άστρα τους εμφανίζουν αξιοσημείωτη ομοιομορφία στην ηλικία και στη χημική τους σύσταση.
Η ομάδα του University of Surrey, σε συνεργασία με ιδρύματα όπως το Durham University, το University of Bath και το Carnegie Observatories, αξιοποίησε το υπερυπολογιστικό κέντρο DiRAC του Ηνωμένου Βασιλείου για να τρέξει προσομοιώσεις με πρωτοφανή ανάλυση. Το πρόγραμμα EDGE παρακολουθεί την εξέλιξη του Σύμπαντος σε χρονική κλίμακα 13,8 δισεκατομμυρίων ετών, επιτρέποντας στους επιστήμονες να “παρακολουθήσουν” σε πραγματικό χρόνο τη γέννηση των σφαιρικών σμηνών.
Αυτό που αποκαλύφθηκε ξεπέρασε τις προσδοκίες: οι προσομοιώσεις όχι μόνο αναπαρήγαγαν με ρεαλισμό τα γνωστά σμήνη, αλλά και προέβλεψαν μια νέα κατηγορία αντικειμένων που συνδυάζουν χαρακτηριστικά σφαιρικών σμηνών και νάνων γαλαξιών.
Οι ερευνητές παρατήρησαν ότι τα νέα αυτά αντικείμενα μοιάζουν με σφαιρικά σμήνη ως προς την εμφάνιση, όμως διαθέτουν και σημαντική ποσότητα Σκοτεινής Ύλης, σε αντίθεση με τα κλασικά σμήνη. Αυτό τα τοποθετεί σε μια ενδιάμεση κατηγορία, προσφέροντας μοναδικές ευκαιρίες για τη μελέτη της σκοτεινής ύλης και των πρώτων άστρων του Σύμπαντος.
Σύμφωνα με τον Dr. Ethan Taylor, κύριο συγγραφέα της μελέτης, η ανακάλυψη αυτή αποτελεί διπλό βήμα: όχι μόνο προσθέτει ένα νέο κομμάτι στο παζλ της δημιουργίας των σφαιρικών σμηνών, αλλά φέρνει και στο προσκήνιο μια νέα κατηγορία συστημάτων που ίσως ήδη έχουν εντοπιστεί στον Γαλαξία μας, απλώς ταξινομήθηκαν εσφαλμένα.
Μία από τις πιο ενδιαφέρουσες περιπτώσεις είναι ο υπερ-ασθενής νάνος γαλαξίας Reticulum II, που βρίσκεται σχετικά κοντά στη Γη σε κοσμική κλίμακα. Αν αποδειχθεί ότι πρόκειται για ένα τέτοιο “globular cluster-like dwarf”, τότε θα αποτελέσει ιδανικό εργαστήριο για να εξεταστούν θεωρίες γύρω από τη Σκοτεινή Ύλη αλλά και να εντοπιστούν τα πρώτα άστρα που σχηματίστηκαν μετά το Big Bang.
Οι κλασικοί νάνοι γαλαξίες κυριαρχούνται από Σκοτεινή Ύλη, η οποία μπορεί να ξεπερνά κατά χίλιες φορές τη μάζα των άστρων και του αερίου που περιέχουν. Αντίθετα, τα νέα αντικείμενα συνδυάζουν την εικόνα ενός τυπικού σμήνους με την παρουσία σκοτεινής ύλης, ανοίγοντας έναν εντελώς καινούριο δρόμο για την κατανόηση της φύσης αυτής της μυστηριώδους ουσίας.
Ο καθηγητής Justin Read, επικεφαλής του Τμήματος Αστροφυσικής στο University of Surrey, τόνισε ότι οι προσομοιώσεις EDGE προσφέρουν ανάλυση που φτάνει τα 10 έτη φωτός, επαρκή για να καταγράψουν τις συνέπειες μιας και μόνο έκρηξης υπερκαινοφανούς. Μέσα από αυτή την ακρίβεια, οι επιστήμονες κατέδειξαν ότι τα σφαιρικά σμήνη μπορούν να σχηματιστούν με περισσότερους από έναν τρόπους, πάντα χωρίς την ανάγκη Σκοτεινής Ύλης.
Η επαλήθευση της ύπαρξης των “globular cluster-like dwarfs” θα προέλθει από στοχευμένες παρατηρήσεις με ισχυρά τηλεσκόπια, όπως το James Webb Space Telescope και μελλοντικά φασματοσκοπικά προγράμματα μεγάλης κλίμακας. Αν οι παρατηρήσεις επιβεβαιώσουν τα ευρήματα, η αστρονομία θα αποκτήσει ένα νέο εργαλείο για να δοκιμάσει θεωρίες γύρω από τη Σκοτεινή Ύλη και ίσως να εντοπίσει την πρώτη γενιά άστρων του Σύμπαντος.
[via]
