Επιστήμονες εντόπισαν την «αγνοούμενη» ύλη του σύμπαντος σε τεράστια νέφη γύρω από γαλαξίες

Οι αστρονόμοι εντόπισαν την πολυαναζητούμενη «αγνοούμενη» συνηθισμένη ύλη του σύμπαντος, ανακαλύπτοντας ότι είναι διασκορπισμένη σε τεράστια, διάχυτα νέφη που εκτείνονται εκατομμύρια έτη φωτός μακριά από τους γαλαξίες, πολύ πιο μακριά από ό,τι προέβλεπαν οι προσομοιώσεις.

Μια νέα κοσμική απογραφή

Σε μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Physical Review Letters, ερευνητές από τη συνεργασία CHIME/Fast Radio Bursts ανέπτυξαν μια μέθοδο που διασταυρώνει χιλιάδες ανιχνεύσεις γρήγορων ραδιοεκρήξεων (FRB) με τις χαρτογραφημένες θέσεις εκατομμυρίων γαλαξιών. Η ομάδα, με επικεφαλής τον Haochen Wang, μεταπτυχιακό φοιτητή στο Ινστιτούτο Kavli για την Αστροφυσική και τη Διαστημική Έρευνα του MIT, και τον Kiyoshi Masui, αναπληρωτή καθηγητή φυσικής στο MIT, ανέλυσε 2.870 σήματα FRB που καταγράφηκαν από το ραδιοτηλεσκόπιο CHIME στη Βρετανική Κολομβία. Στη συνέχεια, συνέκριναν τα δεδομένα με τις τοποθεσίες πάνω από έξι εκατομμυρίων γαλαξιών που έχουν καταγραφεί από το Φασματοσκοπικό Όργανο Σκοτεινής Ενέργειας (DESI) στο Εθνικό Αστεροσκοπείο Kitt Peak στην Αριζόνα.sflorg+1

Η τεχνική βασίζεται σε μια ιδιότητα των γρήγορων ραδιοεκρήξεων: καθώς αυτές οι λάμψεις ραδιοκυμάτων διάρκειας χιλιοστών του δευτερολέπτου ταξιδεύουν στο διάστημα, «διαχέονται» από την ύλη που διαπερνούν. Τα μήκη κύματος χαμηλότερης ενέργειας καθυστερούν περισσότερο από εκείνα υψηλότερης ενέργειας και, μετρώντας τον βαθμό αυτής της διασποράς, οι ερευνητές μπορούν να υπολογίσουν με ακρίβεια πόση ύλη συνάντησε κάθε έκρηξη στο ταξίδι της προς τη Γη.miragenews+1

Πιο μακριά από το αναμενόμενο

Η ανάλυση αποκάλυψε ότι η αγνοούμενη βαρυονική ύλη, δηλαδή πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια που δεν αντιστοιχούν σε αστέρια και γαλαξίες, συγκεντρώνεται σε διάχυτα «σύννεφα» που περιβάλλουν γαλαξιακές ομάδες. Αυτά τα νέφη εκτείνονται περίπου τέσσερα εκατομμύρια έτη φωτός από τους γαλαξίες υποδοχής τους, πολύ πέρα από ό,τι είχαν προβλέψει οι προσομοιώσεις σε υπολογιστές.sflorg+1

«Ένας γαλαξίας έχει διάμετρο ίσως μερικές εκατοντάδες χιλιάδες έτη φωτός, και εμείς βρήκαμε αγνοούμενη ύλη σε απόσταση έως και 4 εκατομμυρίων ετών φωτός», δήλωσε ο Masui. «Αυτό είναι πολύ πιο μακριά από ό,τι προβλέπουν οι προσομοιώσεις, σε σημαντικό βαθμό.»sflorg

Τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι οι πίδακες από μαύρες τρύπες, οι υπερκαινοφανείς αστέρες και άλλες ενεργητικές γαλαξιακές διεργασίες αποβάλλουν αέρια με πολύ μεγαλύτερη δύναμη από ό,τι υπέθεταν οι ερευνητές. «Διαπιστώνουμε ότι η δραστηριότητα στους γαλαξίες είναι πιο χαοτική από ό,τι νομίζαμε», είπε ο Wang. «Λειτουργούν περισσότερο σαν σιντριβάνια, ωθώντας πραγματικά τα αέρια σε πολύ μεγάλες αποστάσεις.»sflorg

Ένα κλιμακούμενο εργαλείο

Η Victoria Kaspi, καθηγήτρια φυσικής στο Πανεπιστήμιο McGill και συν-συγγραφέας της μελέτης, χαρακτήρισε τις γρήγορες ραδιοεκρήξεις «εκπληκτικά αποτελεσματικές στη διερεύνηση της κατανομής της ύλης στο σύμπαν». Με το CHIME να έχει ανιχνεύσει περίπου 4.000 FRB από την έναρξη των παρατηρήσεών του, η ομάδα αναμένει ότι η μέθοδος θα γίνει πιο ακριβής καθώς συσσωρεύονται επιπλέον δεδομένα. «Καταφέραμε να λειτουργήσει για πρώτη φορά και θα την κάνουμε να λειτουργεί ακόμη πιο ακριβώς καθώς τα δεδομένα βελτιώνονται», δήλωσε ο Masui.miragenews