Το Σύμπαν μόλις αποκάλυψε ένα ακόμη από τα καλά του κρυμμένα μυστικά: αστρονόμοι εντόπισαν το μικρότερο «σκοτεινό» αντικείμενο που έχει παρατηρηθεί ποτέ, ένα σώμα που δεν εκπέμπει φως, αλλά προδίδει την παρουσία του μέσα από τον τρόπο που παραμορφώνει το φως πιο μακρινών άστρων.
Η ανακάλυψη αυτή, που δημοσιεύτηκε στα περιοδικά Nature Astronomy και Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, είναι αποτέλεσμα μιας παγκόσμιας συνεργασίας. Ερευνητές συνδύασαν τα σήματα από το Green Bank Telescope στις ΗΠΑ, το Very Long Baseline Array στη Χαβάη και το ευρωπαϊκό δίκτυο European VLBI Network (EVN), το οποίο ενώνει τηλεσκόπια στην Ευρώπη, την Ασία, τη Νότια Αφρική και το Πουέρτο Ρίκο.
Μαζί, αυτά τα όργανα δημιούργησαν ένα είδος «υπερ-τηλεσκοπίου», με εικονικό μέγεθος όσο η ίδια η Γη. Η συνδυαστική τους ισχύς επιτρέπει ανάλυση ακριβείας που καμία μεμονωμένη διάταξη δεν θα μπορούσε να επιτύχει. Και ήταν ακριβώς αυτή η ακραία ευαισθησία που κατέστησε δυνατή την ανίχνευση ενός λεπτού, αλλά εντυπωσιακού φαινομένου: ενός βαρυτικού φακού, δηλαδή της εκτροπής και ενίσχυσης του φωτός ενός μακρινού αντικειμένου από τη βαρυτική επίδραση μιας ενδιάμεσης μάζας.
Η ιδέα του βαρυτικού φακού δεν είναι καινούρια, καθώς η Γενική Σχετικότητα του Einstein την προέβλεψε πριν από έναν αιώνα. Όμως εδώ, οι αστρονόμοι αξιοποίησαν το φαινόμενο για να «δουν» κάτι που στην πραγματικότητα δεν εκπέμπει καθόλου φως. Παρατηρώντας πόσο και πώς διαστρεβλώθηκε το φως από ένα πιο μακρινό γαλαξία, μπόρεσαν να υπολογίσουν τη μάζα του «αόρατου» σώματος που βρισκόταν μπροστά του.
Το αποτέλεσμα ήταν απρόσμενο: η μάζα αυτού του σκοτεινού αντικειμένου υπολογίστηκε περίπου στο ένα εκατομμύριο ηλιακές μάζες, αρκετά μικρή ώστε να θεωρηθεί η πιο ελαφριά δομή που έχει ποτέ ανιχνευθεί μέσω βαρυτικού φακού.
Ωστόσο, η φύση του παραμένει μυστήριο. Θα μπορούσε να είναι ένας νάνος-γαλαξίας χωρίς καθόλου αστρική δραστηριότητα ή, ίσως ακόμη πιο συναρπαστικά, ένας συμπαγής θύλακας καθαρής Σκοτεινής Ύλης εκατό φορές μικρότερος από οποιαδήποτε γνωστή παρόμοια δομή.
«Το να μπορούμε να εντοπίσουμε ένα τόσο ελαφρύ και τόσο μακρινό αντικείμενο είναι πραγματικά αξιοσημείωτο», σχολίασε ο Chris Fassnacht, αστροφυσικός στο University of California, Davis, και συν-συγγραφέας μίας από τις δύο σχετικές μελέτες. «Ανακαλύψεις σαν κι αυτήν είναι καθοριστικές για να κατανοήσουμε πώς κατανέμεται η Σκοτεινή Ύλη και για να δοκιμάσουμε τις θεωρίες που προσπαθούν να εξηγήσουν τη φύση της».
Η ομάδα υπό την καθοδήγηση του Devon Powell, από το Max Planck Institute for Astrophysics, διαπίστωσε ότι τα δεδομένα συμφωνούν με τις προβλέψεις του μοντέλου της «ψυχρής Σκοτεινής Ύλης» (cold dark matter), μιας από τις επικρατέστερες θεωρίες για τον σχηματισμό των γαλαξιών. Σύμφωνα με αυτή, το Σύμπαν είναι γεμάτο με μικρούς, αόρατους «σβώλους» Σκοτεινής Ύλης που δεν περιέχουν αστέρια, αλλά ασκούν ισχυρή βαρυτική έλξη.
Η ύπαρξη τέτοιων μικροσκοπικών συγκεντρώσεων έχει προβλεφθεί θεωρητικά εδώ και δεκαετίες, όμως μέχρι σήμερα δεν είχε εντοπιστεί κανένα αντικείμενο τόσο μικρής κλίμακας. Η νέα ανακάλυψη είναι επομένως κάτι σαν «χαμένος κρίκος» που συνδέει τις κοσμικές προσομοιώσεις με τις πραγματικές παρατηρήσεις.
Η επιτυχία αυτής της ανακάλυψης οφείλεται σε μια τεχνική γνωστή ως Very Long Baseline Interferometry (VLBI). Με αυτή, τα ραδιοτηλεσκόπια από διαφορετικές γωνιές του πλανήτη καταγράφουν τα ίδια σήματα σχεδόν ταυτόχρονα, και τα δεδομένα συνδυάζονται ώστε να δημιουργηθεί μια εικόνα με ανάλυση που ισοδυναμεί με αυτή ενός τηλεσκοπίου στο μέγεθος της Γης.
Η προσέγγιση αυτή επιτρέπει στους επιστήμονες να εντοπίζουν διαστρεβλώσεις φωτός που προκαλούνται από αντικείμενα τα οποία, διαφορετικά, θα ήταν εντελώς αόρατα. Και αυτό ακριβώς συνέβη: η παραμικρή «παραμόρφωση» στο φως ενός μακρινού γαλαξία αποκάλυψε την παρουσία ενός αόρατου σώματος που ίσως είναι ένα από τα πιο θεμελιώδη δομικά στοιχεία του Σύμπαντος.
Η Σκοτεινή Ύλη αποτελεί περίπου το 25% του Σύμπαντος, αλλά η φύση της παραμένει ένα από τα μεγαλύτερα άλυτα μυστήρια της φυσικής. Δεν εκπέμπει, δεν απορροφά και δεν αντανακλά φως, ενώ η ύπαρξη της γίνεται αντιληπτή μόνο μέσω της βαρύτητας. Κάθε νέο στοιχείο επομένως λειτουργεί σαν φως μέσα στο σκοτάδι, βοηθώντας τους επιστήμονες να κατανοήσουν πώς «κρατιέται» ενωμένο το Σύμπαν.
Η ανίχνευση ενός τόσο μικρού θύλακα Σκοτεινής Ύλης προσφέρει μια σπάνια ευκαιρία να ελεγχθούν οι θεωρίες για το πώς γεννήθηκαν οι πρώτες γαλαξιακές δομές μετά το Big Bang. Αν επιβεβαιωθεί ότι πρόκειται πράγματι για καθαρή Σκοτεινή Ύλη, τότε ίσως βλέπουμε την πρώτη απτή απόδειξη για το πώς ο αόρατος ιστός του Σύμπαντος «συνδέει» τα πάντα μεταξύ τους.
Οι ερευνητές ευελπιστούν ότι τα επόμενα χρόνια, με την ανάπτυξη ακόμη πιο ευαίσθητων και συγχρονισμένων ραδιοτηλεσκοπικών δικτύων, θα μπορέσουν να εντοπίσουν κι άλλα παρόμοια αντικείμενα. Κάθε νέο εύρημα θα προσθέτει ένα ακόμη κομμάτι στο παζλ της Σκοτεινής Ύλης, φέρνοντάς μας πιο κοντά σε ένα πλήρες «χάρτη» του αόρατου Σύμπαντος.
[source]
