Τα μοντέλα είχαν δίκιο! Οι αστρονόμοι εντοπίζουν τη «χαμένη» ύλη του σύμπαντος

Οι αστρονόμοι ανακάλυψαν μια τεράστια έλικα θερμού αερίου που συνδέει τέσσερα σμήνη γαλαξιών και εκτείνεται σε μήκος 23 εκατομμυρίων ετών φωτός, 230 φορές το μήκος του γαλαξία μας.

Με 10 φορές τη μάζα του Γαλαξία μας, αυτή η νηματοειδής δομή αντιπροσωπεύει μεγάλο μέρος της "χαμένης ύλης" του σύμπαντος, η αναζήτηση της οποίας έχει προβληματίσει τους επιστήμονες εδώ και δεκαετίες.

Αυτή η "χαμένη ύλη" δεν αναφέρεται στη σκοτεινή ύλη. Αντίθετα, πρόκειται για "συνηθισμένη ύλη" που αποτελείται από άτομα, τα οποία συντίθενται από ηλεκτρόνια, πρωτόνια και νετρόνια (που συλλογικά ονομάζονται βαρυόνια) και τα οποία συνθέτουν τα αστέρια, τους πλανήτες, τα φεγγάρια και τα σώματά μας.

Εδώ και δεκαετίες, τα καλύτερα μοντέλα μας για το σύμπαν υποδεικνύουν ότι το ένα τρίτο της βαρυονικής ύλης που θα έπρεπε να υπάρχει εκεί έξω στο σύμπαν λείπει.

Η ανακάλυψη αυτής της ύλης που λείπει υποδηλώνει ότι τα καλύτερα μοντέλα μας για το σύμπαν είχαν δίκιο από την αρχή. Θα μπορούσε επίσης να αποκαλύψει περισσότερα για τον "Κοσμικό Ιστό", την τεράστια δομή κατά μήκος της οποίας ολόκληροι γαλαξίες αναπτύχθηκαν και συγκεντρώθηκαν κατά τις προηγούμενες εποχές του 13,8 δισεκατομμυρίων ετών σύμπαντός μας.

Μια ομάδα αστρονόμων κατάφερε για πρώτη φορά να προσδιορίσει τις ιδιότητες ενός από αυτά τα νήματα, το οποίο συνδέει τέσσερα γαλαξιακά σμήνη στο τοπικό σύμπαν.

Αυτά τα τέσσερα σμήνη αποτελούν όλα μέρος του υπερσμήνους Shapley, μιας συγκέντρωσης πάνω από 8.000 γαλαξιών που σχηματίζουν μια από τις πιο ογκώδεις δομές στο κοντινό σύμπαν.

"Για πρώτη φορά, τα αποτελέσματά μας ταιριάζουν απόλυτα με αυτό που βλέπουμε στο κορυφαίο μοντέλο του σύμπαντος - κάτι που δεν έχει συμβεί στο παρελθόν", δήλωσε ο επικεφαλής της ομάδας Κωνσταντίνος Μίγκας του Αστεροσκοπείου Leiden στην Ολλανδία. "Φαίνεται ότι οι προσομοιώσεις ήταν σωστές από την αρχή".

Η χαμένη ύλη είναι καυτή ουσία

Το νεοπαρατηρηθέν νήμα δεν είναι απλώς εξαιρετικό από την άποψη της μάζας και του μεγέθους του- έχει επίσης μια θερμοκρασία της τάξης των 10 εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου. Αυτό είναι περίπου 1.800 φορές θερμότερο από την επιφάνεια του ήλιου.

Ζωτικής σημασίας για τον χαρακτηρισμό αυτού του νήματος ήταν τα δεδομένα ακτίνων-Χ από το XMM-Newton και το Suzaku, τα οποία αποτέλεσαν μια εξαιρετική ομάδα τηλεσκοπίων.

Ενώ ο Suzaku, ένας δορυφόρος της Ιαπωνικής Υπηρεσίας Αεροδιαστημικής Εξερεύνησης (JAXA), χαρτογράφησε το φως των ακτίνων-Χ σε μια τεράστια περιοχή του διαστήματος, ο δορυφόρος XMM-Newton του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) έκανε ζουμ σε σημεία ακτίνων-Χ από υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που βρίσκονταν διάσπαρτες μέσα στο νήμα, "μολύνοντάς" το.

"Χάρη στο XMM-Newton, μπορέσαμε να εντοπίσουμε και να αφαιρέσουμε αυτούς τους κοσμικούς μολυσματικούς παράγοντες, οπότε ξέραμε ότι εξετάζαμε το αέριο στο νήμα και τίποτε άλλο", δήλωσε το μέλος της ομάδας και ερευνητής του Πανεπιστημίου της Βόννης Florian Pacaud. "Η προσέγγισή μας ήταν πραγματικά επιτυχής και αποκαλύπτει ότι το νήμα είναι ακριβώς όπως θα περιμέναμε από τις καλύτερες προσομοιώσεις μεγάλης κλίμακας του σύμπαντος".

Στη συνέχεια, η ομάδα συνδύασε αυτές τις παρατηρήσεις ακτίνων-Χ με οπτικά δεδομένα από μια πληθώρα άλλων τηλεσκοπίων.

Η αποκάλυψη αυτής της ανεξερεύνητης μέχρι σήμερα έλικας θερμής ύλης που συνδέει τα σμήνη γαλαξιών μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν αυτές τις ακραίες δομές και τον τρόπο με τον οποίο συνδέονται σε τεράστιες κοσμικές αποστάσεις.

Η έρευνα της ομάδας δημοσιεύθηκε την Πέμπτη (19 Ιουνίου) στο περιοδικό Astronomy & Astrophysics.