Αστρονόμοι υποστηρίζουν πως εντόπισαν τη «χαμένη» ύλη του σύμπαντος, καθώς ραδιοκύματα από μακρινές εκρήξεις φαίνεται πως τους οδήγησαν στον διαγαλαξιακό χώρο, σύμφωνα με μελέτη στο Nature Astronomy.
Το σύμπαν αποτελείται από δύο είδη ύλης. Από τη μία πλευρά, υπάρχει η αόρατη σκοτεινή ύλη, γνωστή μόνο μέσα από τις βαρυτικές της επιδράσεις σε κοσμική κλίμακα. Από την άλλη, έχουμε τη «συνηθισμένη» ύλη, δηλαδή το αέριο, τη σκόνη, τα άστρα, τους πλανήτες και ό,τι υλικό απαρτίζει τη ζωή στη Γη – από τις λιχουδιές που απολαμβάνουμε μέχρι τα αυτοκίνητα που οδηγούμε.
Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι η συνηθισμένη ύλη αποτελεί μόλις το 15% της συνολικής ύλης του σύμπαντος, ωστόσο για δεκαετίες η μισή από αυτήν παρέμενε «άγνωστης θέσης». Τώρα, με τη βοήθεια ραδιοκυμάτων από 69 κοσμικές τοποθεσίες, οι ερευνητές εντόπισαν επιτέλους τη «χαμένη» ύλη.
Όπως αποκαλύπτουν, η «χαμένη» ύλη του σύμπαντος κρυβόταν ως αραιό, κατανεμημένο αέριο στις τεράστιες εκτάσεις ανάμεσα στους γαλαξίες – το διαγαλαξιακό μέσο – και έγινε αντιληπτή χάρη στην επίδρασή της στα ραδιοκύματα που ταξιδεύουν στο διάστημα.
Η «χαμένη» ύλη του σύμπαντος: «Σε έναν διάχυτο, λεπτό κοσμικό ιστό»
Οι επιστήμονες είχαν προσδιορίσει θεωρητικά την ποσότητα της συνηθισμένης ύλης υπολογίζοντας το φως που απέμεινε από τη Μεγάλη Έκρηξη, πριν από 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια. Όμως, στην πράξη, η μισή από αυτή την ύλη δεν είχε εντοπιστεί.
«Έτσι, το ερώτημα με το οποίο παλεύαμε ήταν: Πού κρύβεται; Η απάντηση φαίνεται να είναι: σε έναν διάχυτο, λεπτό κοσμικό ιστό, πολύ μακριά από τους γαλαξίες», δήλωσε ο καθηγητής αστρονομίας του Χάρβαρντ, Λίαμ Κόνορ, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύτηκε στο Nature Astronomy.
Μικρότερο ποσοστό της ύλης βρέθηκε επίσης σε φωτοστέφανα υλικού που περιβάλλει τους γαλαξίες, περιλαμβανομένου και του Γαλαξία μας.
Η συνηθισμένη ύλη αποτελείται από βαρυόνια – υποατομικά σωματίδια όπως τα πρωτόνια και τα νετρόνια.
«Οι άνθρωποι, οι πλανήτες και τα αστέρια είναι φτιαγμένα από βαρυόνια. […] Γνωρίζουμε ακριβώς τι είναι η συνηθισμένη ύλη, απλώς δεν ξέραμε πού βρισκόταν», είπε ο Κόνορ.
Πώς κατέληξε, όμως, τόση ύλη να περιπλανιέται στη διαστημική ερημιά; Όταν τεράστια άστρα εκρήγνυνται σε σουπερνόβα ή όταν μαύρες τρύπες καταπίνουν αστρικό υλικό, μεγάλες ποσότητες αερίου εκτοξεύονται έξω από τους γαλαξίες.
«Αν το σύμπαν ήταν ένα πιο βαρετό μέρος ή οι νόμοι της φυσικής ήταν διαφορετικοί, μπορεί να διαπιστώναμε ότι κάθε πρωτόνιο και νετρόνιο θα αποτελούσε μέρος ενός άστρου. Αλλά αυτό δεν συμβαίνει», εξηγεί ο Κόνορ. Αντίθετα, η ύλη εκτοξεύεται μακριά σε κατάσταση πλάσματος – με τα πρωτόνια και τα ηλεκτρόνια διαχωρισμένα.
Ραδιοεκρήξεις από τα βάθη του σύμπαντος αποκαλύπτουν την ύλη
Ο μηχανισμός εντοπισμού βασίστηκε στα φαινόμενα γνωστά ως γρήγορες ραδιοεκρήξεις ή FRB – ισχυροί παλμοί ραδιοκυμάτων από απόμακρες περιοχές του σύμπαντος. Αν και η προέλευσή τους παραμένει αβέβαιη, η κυρίαρχη υπόθεση είναι ότι προέρχονται από μαγνητισμένα άστρα νετρονίων.
Καθώς αυτά τα σήματα ταξιδεύουν προς τη Γη, διασκορπίζονται σε διαφορετικά μήκη κύματος, ανάλογα με την ποσότητα ύλης που διαπερνούν. Αυτό επέτρεψε στους επιστήμονες να μετρήσουν ακριβώς τη συνηθισμένη ύλη που βρίσκονταν στην πορεία τους.
Συνολικά, οι επιστήμονες μελέτησαν 69 FRB, εκ των οποίων 39 εντοπίστηκαν από το Deep Synoptic Array – ένα δίκτυο 110 τηλεσκοπίων στο Ραδιοσκοπικό Αστεροσκοπείο Owens Valley του Caltech στην Καλιφόρνια. Οι υπόλοιπες 30 ανακαλύφθηκαν μέσω άλλων τηλεσκοπικών εργαλείων.
Τα FRB προέρχονταν από περιοχές έως και 9,1 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη – οι πιο μακρινές καταγραφές του είδους.
Πλέον, οι επιστήμονες κατάφεραν να ποσοτικοποιήσουν την κατανομή της συνηθισμένης ύλης:
- 76% στον διαγαλαξιακό χώρο
- 15% σε γαλαξιακές άλω
- 9% εντός των γαλαξιών, κυρίως ως αστέρια ή αέριο.
«Μπορούμε τώρα να προχωρήσουμε σε ακόμη πιο σημαντικά μυστήρια σχετικά με την συνηθισμένη ύλη στο σύμπαν», είπε ο Κόνορ, προσθέτοντας:
«Και πέρα από αυτό: ποια είναι η φύση της σκοτεινής ύλης και γιατί είναι τόσο δύσκολο να μετρηθεί άμεσα;»
Με πληροφορίες από Reuters
