Οι αστρονόμοι εντόπισαν τη «χαμένη» ύλη του Σύμπαντος!

Ένα από τα μακροβιότερα και πιο αινιγματικά ερωτήματα της κοσμολογίας φαίνεται πως βρήκε επιτέλους απάντηση. Ερευνητές από το Center for Astrophysics Harvard & Smithsonian (CfA) και το California Institute of Technology (Caltech) ανακοίνωσαν ότι κατάφεραν να εντοπίσουν την «χαμένη» ύλη του Σύμπαντος – και η απάντηση βρίσκεται σε μια αόρατη, θερμή μορφή αερίου που πλέει ανάμεσα στους γαλαξίες.

Για δεκαετίες, οι επιστήμονες γνώριζαν ότι η λεγόμενη «κανονική» ή βαρυονική ύλη –η ύλη δηλαδή που αποτελείται από άτομα, και όχι από Σκοτεινή ύλη ή Σκοτεινή ενέργεια– αντιστοιχεί μόλις στο 5% της συνολικής ύλης και ενέργειας του Σύμπαντος. Όμως, ενώ γνώριζαν το ποσοστό, δεν μπορούσαν να εντοπίσουν το μεγαλύτερο μέρος αυτής της ύλης. Τώρα, χάρη σε ένα σχετικά νέο εργαλείο αστρονομικών παρατηρήσεων, τις γρήγορες ραδιοεκλάμψεις (Fast Radio Bursts ή FRBs), οι αστρονόμοι έχουν πια ισχυρές ενδείξεις για το πού βρίσκεται.

Σύμφωνα με τη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Nature Astronomy, περίπου το 76% της κανονικής ύλης εντοπίζεται ως θερμό, αραιό αέριο στον διαγαλαξιακό χώρο, σε αυτό που αποκαλούμε κοσμικό ιστό. Οι επιστήμονες αξιολόγησαν 60 διαφορετικές FRBs, σήματα προερχόμενα από γαλαξίες σε αποστάσεις που κυμαίνονται από 11,7 εκατομμύρια έως και 9,1 δισεκατομμύρια έτη φωτός. Ένα από τα σήματα, με την ονομασία FRB 20230521B, θεωρείται ως η πιο απομακρυσμένη γρήγορη ραδιοεκλάμψη που έχει καταγραφεί μέχρι σήμερα.

Τα FRBs, μικρής διάρκειας αλλά εξαιρετικά φωτεινές εκπομπές ραδιοκυμάτων, επιβραδύνονται ελαφρώς όταν διέρχονται από το αραιό αέριο μεταξύ των γαλαξιών. Μετρώντας αυτή την καθυστέρηση, οι ερευνητές μπορούν να υπολογίσουν την ποσότητα του αερίου που διασχίστηκε από το σήμα, ουσιαστικά χαρτογραφώντας τη βαρυονική ύλη στο Σύμπαν.

«Το πρόβλημα των χαμένων βαρυονίων δεν ήταν ποτέ ζήτημα ύπαρξης», εξηγεί ο Liam Connor από το CfA. «Ήταν πάντα ένα ζήτημα τοποθεσίας: Πού είναι; Χάρη στα FRBs, πλέον γνωρίζουμε ότι το μεγαλύτερο μέρος αυτής της ύλης αιωρείται ανάμεσα στους γαλαξίες».

Τα ευρήματα επιβεβαιώνουν και ενισχύουν προγενέστερες θεωρητικές προσομοιώσεις, οι οποίες προέβλεπαν ότι η βαρυονική ύλη κατανέμεται κατά κύριο λόγο στον διαγαλαξιακό χώρο (IGM), κατά 15% στα «στέμματα» των γαλαξιών (γνωστά ως galaxy halos), και σε μικρότερα ποσοστά μέσα στα άστρα και στο μεσοαστρικό αέριο εντός των γαλαξιών.

Σύμφωνα με τον Connor, το γεγονός ότι μεγάλο μέρος της ύλης εξέρχεται από τους γαλαξίες οφείλεται στις εκρήξεις υπερκαινοφανών αστέρων και στη δράση υπερμεγέθων μαύρων οπών, οι οποίες λειτουργούν σαν ένας «κοσμικός θερμοστάτης», απωθώντας την ύλη προς τον διαγαλαξιακό χώρο όταν αυξάνεται υπερβολικά η θερμοκρασία.

Ο Vikram Ravi από το Caltech, συν-συγγραφέας της μελέτης, προσθέτει:

Αρχίζουμε να βλέπουμε τη δομή και τη σύσταση του Σύμπαντος με νέο φως, χάρη στις FRBs. Αυτές οι σύντομες εκλάμψεις μας επιτρέπουν να εντοπίζουμε ύλη που μέχρι σήμερα ήταν κυριολεκτικά αόρατη.

Με νέα τηλεσκόπια να ετοιμάζονται να εντοπίσουν χιλιάδες επιπλέον FRBs τα επόμενα χρόνια, η ανακάλυψη αυτή ίσως να είναι μόνο η αρχή. Το Σύμπαν φαίνεται πως ακόμη κρύβει πολλά μυστικά – και τώρα έχουμε επιτέλους τα εργαλεία για να τα αποκαλύψουμε.

[via]