Οι επιστήμονες έχουν δημιουργήσει την πιο ξεκάθαρη εικόνα μέρους του κοσμικού ιστού, του τεράστιου κρυφού δικτύου ύλης που εκτείνεται σε όλο το σύμπαν και ενώνει τους γαλαξίες μεταξύ τους. Αφού ξόδεψε εκατοντάδες ώρες συλλέγοντας παρατηρήσεις, μια διεθνής ομάδα κατέγραψε μια λεπτομερή εικόνα ενός τεράστιου κοσμικού νήματος που συνδέει δύο ενεργά σχηματιζόμενους γαλαξίες από μια εποχή που το σύμπαν ήταν μόλις 2 δισεκατομμυρίων ετών.
Η ανακάλυψη παρέχει μια σπάνια άμεση εικόνα των μεγαλύτερων δομών που υπάρχουν και θα μπορούσε να βοηθήσει τους ερευνητές να κατανοήσουν καλύτερα πώς οι γαλαξίες αναπτύσσονται και εξελίσσονται κατά τη διάρκεια του κοσμικού χρόνου.
Η κρυφή δομή του σύμπαντος
Η σύγχρονη κοσμολογία προτείνει ότι η σκοτεινή ύλη αποτελεί περίπου το 85% της συνολικής ύλης στο σύμπαν. Αν και αόρατη, η σκοτεινή ύλη πιστεύεται ότι διαμορφώνει μια τεράστια δομή που μοιάζει με ιστό από μακριά νήματα. Στο σημείο όπου τέμνονται αυτά τα νημάτια, σχηματίζονται γαλαξίες και λάμπουν έντονα.
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτά τα νημάτια λειτουργούν επίσης ως διαγαλαξιακές οδοί, διοχετεύοντας αέριο στους γαλαξίες και τροφοδοτώντας τη γέννηση νέων άστρων. Η εκμάθηση του τρόπου με τον οποίο αυτό το αέριο κινείται μέσω του κοσμικού ιστού θεωρείται απαραίτητη για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο αναπτύσσονται οι γαλαξίες.
Αλλά η ανίχνευση αυτού του αερίου ήταν εξαιρετικά δύσκολη. Το μεγαλύτερο μέρος του διαγαλαξιακού αερίου έχει παρατηρηθεί μόνο έμμεσα με τη μέτρηση του τρόπου με τον οποίο απορροφά το φως από φωτεινά αντικείμενα πίσω του. Το υδρογόνο, το πιο άφθονο στοιχείο στο σύμπαν, εκπέμπει μόνο μια πολύ αμυδρή λάμψη, καθιστώντας την άμεση παρατήρηση σχεδόν αδύνατη για τα παλαιότερα όργανα.
Εκατοντάδες ώρες τηλεσκοπικής παρατήρησης
Οι νέες παρατηρήσεις έγιναν από ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Milano-Bicocca μαζί με επιστήμονες από το Max Planck Institute for Astrophysics (MPA). Η ομάδα χρησιμοποίησε το MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer), ένα ισχυρό όργανο τοποθετημένο στο Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο του Ευρωπαϊκού Νότιου Αστεροσκοπείου στη Χιλή.
Ακόμη και με τόσο προηγμένη τεχνολογία, το έργο απαιτούσε μία από τις πιο φιλόδοξες αποστολές παρατήρησης MUSE που πραγματοποιήθηκαν ποτέ σε μία μόνο περιοχή του ουρανού. Οι ερευνητές συνέλεξαν εκατοντάδες ώρες δεδομένων για να ανιχνεύσουν αμυδρά νήματα αρκετά καθαρά για λεπτομερή ανάλυση.
Η μελέτη, με επικεφαλής τον David Tornotti, έναν διδάκτορα στο Πανεπιστήμιο του Milano-Bicocca, παρήγαγε την πιο ευκρινή εικόνα που έχει καταγραφεί ποτέ από το κοσμικό νήμα, το οποίο εκτείνεται σε σχεδόν 3 εκατομμύρια έτη φωτός. Η δομή συνδέει δύο γαλαξίες που ο καθένας περιέχει μια ενεργή υπερμεγέθη μαύρη τρύπα.
Τα αποτελέσματα δημοσιεύονται Αστρονομία της Φύσης και παρέχει έναν νέο τρόπο μελέτης των φυσικών ιδιοτήτων του αερίου μέσα στα διαγαλαξιακά νήματα.
Ένα ταξίδι 12 δισεκατομμυρίων ετών στο διάστημα
«Αιχμαλωτίζοντας το αμυδρό φως που εκπέμπεται από αυτό το νήμα, το οποίο ταξίδεψε για λίγο λιγότερο από 12 δισεκατομμύρια χρόνια για να φτάσει στη Γη, μπορέσαμε να εντοπίσουμε με ακρίβεια το σχήμα του», εξηγεί ο David Tornoti. «Για πρώτη φορά, μπορούμε να αναγνωρίσουμε το όριο μεταξύ του αερίου στον γαλαξία και του υλικού στον κοσμικό ιστό μέσω άμεσων μετρήσεων».
Για να εξηγήσουν καλύτερα τις παρατηρήσεις, οι ερευνητές συνέκριναν τα δεδομένα με προσομοιώσεις υπερυπολογιστή του σύμπαντος που έγιναν στο MPA. Αυτές οι προσομοιώσεις προέβλεψαν πώς θα έπρεπε να μοιάζουν τέτοιες νηματοειδείς δομές στα τρέχοντα κοσμολογικά μοντέλα.
«Σε σύγκριση με νέες εικόνες υψηλής ευκρίνειας του κοσμικού ιστού, βρίσκουμε σημαντική συμφωνία μεταξύ της τρέχουσας θεωρίας και των παρατηρήσεων», πρόσθεσε ο Tornoti.
Νέες ενδείξεις για το σχηματισμό γαλαξιών
Η επιτυχής αντιστοίχιση μεταξύ παρατηρήσεων και προσομοιώσεων δίνει στους επιστήμονες μεγαλύτερη εμπιστοσύνη στην κατανόησή τους για το πώς κατανέμεται το αέριο γύρω από τους γαλαξίες και πώς οι γαλαξίες λαμβάνουν το υλικό που χρειάζονται για να συνεχίσουν να σχηματίζουν αστέρια.
Οι ερευνητές ελπίζουν τώρα να ανιχνεύσουν πολλές ακόμη από αυτές τις αμυδρές δομές για να δημιουργήσουν μια ευρύτερη εικόνα του τρόπου με τον οποίο η ύλη ρέει μέσω του κοσμικού ιστού.
Ο Fabrizio Arrigoni Battaya, επιστήμονας του προσωπικού MPA που συμμετείχε στη μελέτη, κατέληξε: “Είμαστε ενθουσιασμένοι με αυτή την άμεση, υψηλής ευκρίνειας παρατήρηση ενός κοσμικού νήματος. Αλλά όπως λένε οι άνθρωποι στη Βαυαρία: “Legal East Kin” — κανείς δεν μετράει. Έτσι συλλέγουμε περισσότερα δεδομένα, για να αποκαλύψουμε περισσότερους στόχους διανομής και δομικών αερίων. web.”
