Μερικές φορές, η ίδια η τύχη ανοίγει νέους δρόμους στην κατανόηση του Σύμπαντος. Μια σπάνια και εντυπωσιακή διάταξη κοσμικών αντικειμένων αποκάλυψε πρόσφατα κάτι που οι επιστήμονες κυνηγούν εδώ και δεκαετίες: την παρουσία μιας τεράστιας συγκέντρωσης Σκοτεινής Ύλης, αόρατης αλλά πανίσχυρης.
Το φαινόμενο ονομάζεται Einstein Cross και συνήθως εμφανίζεται ως τέσσερα σημεία φωτός που σχηματίζουν έναν σταυρό στον ουρανό. Πρόκειται για ένα αποτέλεσμα βαρυτικού φακού: όταν το φως από έναν μακρινό γαλαξία περνάει μέσα από τον παραμορφωμένο χωροχρόνο που δημιουργεί η βαρύτητα ενός ενδιάμεσου μαζικού αντικειμένου, διαχωρίζεται σε τέσσερις εικόνες. Στην περίπτωση όμως του HerS-3, ενός γαλαξία πλούσιου σε σκόνη και έντονη αστρογένεση, παρατηρήθηκε κάτι που ξάφνιασε ακόμη και τους πιο έμπειρους αστροφυσικούς.
Στο κέντρο του σταυρού εμφανίστηκε μια πέμπτη πηγή φωτός. «Αυτό δεν έπρεπε να συμβαίνει», σχολίασε ο Charles Keeton, θεωρητικός αστροφυσικός στο Rutgers University. Σύμφωνα με τους κανόνες της βαρυτικής κάμψης, μια κεντρική εικόνα δεν θα έπρεπε να υφίσταται, εκτός αν κάτι ασυνήθιστο παρενέβαινε στη διαδικασία.
Ο HerS-3 βρίσκεται σχεδόν στο όριο του ορατού Σύμπαντος, με το φως του να ταξιδεύει για 11,7 δισεκατομμύρια χρόνια προτού φτάσει στη Γη. Ακόμη και στην πρώτη παρατήρηση, ο γαλαξίας έδειχνε παράξενος. Η ομάδα του Pierre Cox, αστρονόμου στο CNRS της Γαλλίας, κατέγραψε την πηγή και διαπίστωσε ότι το φως από το κεντρικό σημείο προερχόταν από την ίδια απόσταση με εκείνο των τεσσάρων εξωτερικών σημείων. «Ήταν σαν να βλέπαμε έναν κλασικό σταυρό, αλλά με ένα φωτεινό κέντρο», δήλωσε ο Cox. «Ήξερα ότι αυτό ήταν κάτι πρωτόγνωρο».
Οι επιστήμονες εξέτασαν όλα τα πιθανά σενάρια. Αρχικά υπέθεσαν ότι επρόκειτο για σφάλμα στις παρατηρήσεις. Όμως οι λεπτομερείς μετρήσεις και τα προσομοιωτικά μοντέλα απέκλεισαν αυτήν την πιθανότητα. Εξέτασαν επίσης αν κάποιος ενδιάμεσος γαλαξίας θα μπορούσε να εξηγήσει την ανωμαλία. Τίποτα από αυτά δεν ταίριαζε. Η μόνη λύση που «έδεσε» με τα μαθηματικά και τη φυσική ήταν η ύπαρξη ενός αόρατου συστατικού: ενός τεράστιου «φωτοστέφανου» Σκοτεινής Ύλης.
Η Σκοτεινή Ύλη παραμένει ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια της κοσμολογίας. Δεν εκπέμπει ούτε απορροφά φως και αλληλεπιδρά μόνο μέσω της βαρύτητας. Γνωρίζουμε ότι υπάρχει, γιατί η δύναμη της βαρύτητας στο Σύμπαν είναι πολύ ισχυρότερη από ό,τι θα μπορούσε να εξηγήσει η «κανονική» ύλη που βλέπουμε. Στην περίπτωση του HerS-3, το βαρυτικό φακό που δημιούργησε η Σκοτεινή Ύλη φανέρωσε όχι μόνο την παρουσία της, αλλά και την τοποθεσία της.
Τα μοντέλα έδειξαν ότι μια ομάδα γαλαξιών σε απόσταση περίπου 8 δισεκατομμυρίων ετών φωτός συνδυάζεται με έναν τεράστιο θύλακα Σκοτεινής Ύλης, δημιουργώντας την παρατηρούμενη διάταξη. Αυτό το τυχαίο «ευθυγράμμισμα» δεν λειτουργεί μόνο σαν φακός που μεγενθύνει τον μακρινό γαλαξία, αλλά και σαν φυσικό εργαστήριο για τη μελέτη της Σκοτεινής Ύλης.
Χάρη σε αυτόν τον φακό, οι επιστήμονες μπορούν να παρατηρήσουν τον HerS-3 με λεπτομέρειες που κανονικά θα ήταν αδύνατες, καθώς οι περισσότεροι γαλαξίες εκείνης της εποχής είναι πολύ αχνείς για να καταγραφούν. Παράλληλα, δίνεται η ευκαιρία να μελετηθούν οι ιδιότητες του κοντινότερου γαλαξιακού σμήνους, αλλά και το ίδιο το «φωτοστέφανο» της Σκοτεινής Ύλης που τα περιβάλλει.
«Το σύστημα HerS-3, με τον μοναδικό Einstein Cross και την πέμπτη κεντρική εικόνα, αποτελεί ένα εξαιρετικό εργαστήριο για την κατανόηση της εξέλιξης των γαλαξιών και της φύσης της Σκοτεινής Ύλης», αναφέρει η ερευνητική ομάδα στη δημοσίευσή της στο Astrophysical Journal.
[via]
