Ομάδα αστρονόμων, με επικεφαλής τον Κωνσταντίνο Μίγκα, χρησιμοποιώντας τα τηλεσκόπια ακτίνων Χ, XMM-Newton και Suzaku, ανακάλυψαν ένα τεράστιο νήμα θερμού αερίου που ενώνει τέσσερα σμήνη γαλαξιών. Με μάζα δέκα φορές την μάζα του Γαλαξία μας, το νήμα θα μπορούσε να περιέχει μέρος της «χαμένης» ύλης του Σύμπαντος, λύνοντας ένα μυστήριο δεκαετιών.
Σήμερα, πάνω από το ένα τρίτο της «κανονικής» ύλης του Σύμπαντος (η βαρυονική και όχι η σκοτεινή ύλη), που αποτελεί τα ορατά αστέρια, πλανήτες και γαλαξίες, παραμένει απαρατήρητη, ύλη που πρέπει να υπάρχει σύμφωνα με τα κοσμολογικά μοντέλα.
Τα μοντέλα υποδηλώνουν ότι η χαμένη ύλη μπορεί να υπάρχει σε μακριά νήματα που γεφυρώνουν περιοχές του Σύμπαντος με μεγάλη πυκνότητα. Αν και τέτοια νήματα ύλης είχαν εντοπιστεί στο παρελθόν, δεν ήταν δυνατή η μελέτη τους καθώς είναι πολύ αμυδρά και το φως τους δεν διαχωρίζεται εύκολα από το φως των παρακείμενων γαλαξιών ή μελανών οπών.
«Για πρώτη φορά παρατηρήσαμε αυτό που προβλέπουν τα κυρίαρχα μοντέλα για το Σύμπαν», δήλωσε ο επικεφαλής της ομάδας, Κωνσταντίνος Μίγκας από το Αστεροσκοπείο του Λάιντεν στην Ολλανδία. «Φαίνεται ότι οι προσομοιώσεις ήταν σωστές από την πρώτη στιγμή»
Η συμβολή του τηλεσκοπίου XMM-Newton
Με θερμοκρασία πάνω από 10 εκατομμύρια βαθμούς, το νήμα ύλης έχει δεκαπλάσια μάζα από τον Γαλαξία μας και ενώνει τέσσερα σμήνη γαλαξιών, δύο στο ένα άκρο και δύο στο άλλο. Τα σμήνη ανήκουν στο υπερσμήνος Shapley, που περιλαμβάνει πάνω από οκτώ χιλιάδες γαλαξίες και αποτελεί μια από τις πιο ογκώδεις δομές στο Σύμπαν. Το νήμα εκτείνεται σε απόσταση 23 εκατομμυρίων ετών φωτός ή 230 φορές την διάμετρο του Γαλαξία μας
Ο Κωνσταντίνος και η ομάδα του μελέτησαν το νήμα χρησιμοποιώντας παρατηρήσεις στο φάσμα των ακτίνων Χ, με το ευρωπαϊκό τηλεσκόπιο XMM-Newton και το ιαπωνικό τηλεσκόπιο Suzaku, καθώς και παρατηρήσεις στο ορατό τμήμα του φάσματος από άλλα τηλεσκόπια.
Ο συνδυασμός των δύο τηλεσκοπίων οδήγησε στην παρατήρηση του αμυδρού φωτός σε μεγάλη έκταση από το Suzaku και στον ακριβή εντοπισμό πηγών ακτίνων Χ, όπως μελανών οπών, από το XMM-Newton.
«Το XMM-Newton μας βοήθησε να εντοπίσουμε και να αφαιρέσουμε το σήμα από τις μελανές οπές, έτσι ώστε να παρατηρήσουμε μόνο το αέριο στα νήματα και τίποτε άλλο», προσθέτει ο συν-συγγραφέας Florian Pacaud από το Πανεπιστήμιο της Βόννης. «Η προσέγγισή μας ήταν πραγματικά επιτυχημένη και αποκαλύπτει ότι το νήμα είναι ακριβώς όπως θα περιμέναμε από τις καλύτερες προσομοιώσεις μεγάλης κλίμακας του Σύμπαντος»
Εκτός από την ανακάλυψη του γιγάντιου και αόρατου, έως σήμερα, νήματος της ύλης, η έρευνα μας υποδεικνύει και τον τρόπο σύνδεσης των πυκνότερων και πραγματικά τεράστιων δομών, των γαλαξιακών σμηνών, σε κολοσιαίες αποστάσεις.
Ρίχνει έτσι φως στην φύση του «κοσμικού ιστού», του απέραντου και αόρατου συμπλέγματος από νήματα που στηρίζει τη δομή όλων όσων βλέπουμε γύρω μας.
«Η έρευνα αποτελεί ένα εξαιρετικό παράδειγμα συνεργασίας μεταξύ τηλεσκοπίων και δημιουργεί ένα ορόσημο στον εντοπισμό φωτός που προέρχεται από πολύ αμυδρά νήματα του κοσμικού ιστού», προσθέτει ο Norbert Schartel, ερευνητής του τηλεσκοπίου XMM-Newton.
«Ουσιαστικά, ενισχύει το καθιερωμένο μοντέλο μας για το Σύμπαν και επιβεβαιώνει δεκαετίες προσομοιώσεων: φαίνεται ότι η «χαμένη» ύλη μπορεί πραγματικά να κρύβεται σε δυσδιάκριτα νήματα που διατρέχουν όλο το Σύμπαν».
Ο Κωνσταντίνος Μίγκας είναι απόφοιτος του Τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ και εργάζεται ως ερευνητής στο Αστεροσκοπείο του Λάιντεν στην Ολλανδία.
Η δημοσίευση στο Astronomy & Astrophysics