Σε μια επαναστατική εξέλιξη για την κοσμολογία, μια διεθνής ομάδα ερευνητών απέκτησε την πιο καθαρή εικόνα ενός κοσμικού νηματίου που συνδέει δύο σχηματιζόμενους γαλαξίες.
Αυτή η ανακάλυψη, που έγινε έπειτα από εκατοντάδες ώρες παρατήρησης με τον φασματογράφο MUSE στο Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο του Ευρωπαϊκού Νότιου Παρατηρητηρίου (ESO) στη Χιλή , επιτρέπει έναν άνευ προηγουμένου ακριβή χαρακτηρισμό της δομής του κοσμικού ιστού.
Γαλαξίες: Η θεωρία του κοσμικού ιστού
Εδώ και δεκαετίες, οι κοσμολόγοι θεωρούν ότι η ύλη στο Σύμπαν δεν κατανέμεται ομοιογενώς, αλλά οργανώνεται σε ένα τεράστιο δίκτυο διασυνδεδεμένων νημάτων.
Αυτός ο κοσμικός ιστός, που αποτελείται κυρίως από σκοτεινή ύλη και διαγαλαξιακό αέριο, χρησιμεύει ως ικρίωμα πάνω στο οποίο σχηματίζονται οι γαλαξίες και άλλα αστρονομικά αντικείμενα. Στις διασταυρώσεις αυτών των νημάτων, όπου η βαρύτητα συγκεντρώνει μεγαλύτερες ποσότητες ύλης, αναδύονται οι λαμπρότεροι γαλαξίες.
Προκλήσεις στην παρατήρηση
Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στην αστρονομία ήταν η άμεση παρατήρηση αυτών των νηματίων, καθώς το διαγαλαξιακό αέριο είναι εξαιρετικά διάχυτο και εκπέμπει μια πολύ αχνή λάμψη. Μέχρι τώρα, η ύπαρξή τους μπορούσε να υποτεθεί μόνο έμμεσα μέσω της απορρόφησης φωτός από απομακρυσμένες πηγές. Ωστόσο, τα προηγούμενης γενιάς όργανα δεν είχαν την ευαισθησία που απαιτείται για να καταγράψουν την άμεση εκπομπή αυτών των νηματίων.
Ένα πρωτοφανές επίτευγμα στην κοσμική παρατήρηση
Η νέα μελέτη, που ηγείται ο Davide Tornotti, υποψήφιος διδάκτορας στο Πανεπιστήμιο του Μιλάνο-Μπικόκα, σηματοδοτεί ένα ορόσημο στην παρατήρηση του σύμπαντος. Χάρη στις υπερ-ακριβείς δυνατότητες του φασματογράφου MUSE, οι επιστήμονες κατάφεραν να καταγράψουν την πιο λεπτομερή εικόνα ενός κοσμικού νηματίου που εκτείνεται πάνω από τρία εκατομμύρια έτη φωτός και συνδέει δύο ενεργούς γαλαξίες, καθένας από τους οποίους φιλοξενεί μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στον πυρήνα του.
Η ομάδα πέρασε εκατοντάδες ώρες παρατηρώντας για να συλλέξει δεδομένα με υψηλή στατιστική σημασία, επιτυγχάνοντας έτσι μια ακριβή χαρακτηριστική του νηματίου. Αυτή η εικόνα, που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο Nature Astronomy, επιτρέπει, για πρώτη φορά, τη διάκριση μεταξύ του αερίου που περιέχεται στους γαλαξίες και του υλικού που είναι παρόν στον κοσμικό ιστό.
Επιβεβαίωση υπολογιστικών προσομοιώσεων
Η ανακάλυψη όχι μόνο αντιπροσωπεύει ένα ορόσημο στην παρατήρηση του σύμπαντος, αλλά παρέχει επίσης εμπειρική επιβεβαίωση υπολογιστικών προσομοιώσεων που διεξήχθησαν στο Ινστιτούτο Μαξ Πλανκ για Αστροφυσική.
«Αυτές οι προσομοιώσεις προβλέπουν την αναμενόμενη εκπομπή κοσμικών νηματίων με βάση το τρέχον κοσμολογικό μοντέλο. Συγκρίνοντας την υψηλής ευκρίνειας εικόνα του νηματίου με τις προσομοιώσεις μας, βρήκαμε μια σημαντική αντιστοιχία μεταξύ θεωρίας και παρατήρησης», σημειώνει ο Tornotti.
Η ανακάλυψη ανοίγει νέες δυνατότητες για τη μελέτη της γαλαξιακής εξέλιξης και της δυναμικής του διαγαλαξιακού αερίου. Η άμεση παρατήρηση αυτών των νηματίων θα επιτρέψει στους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα πώς το αέριο τροφοδοτεί τους γαλαξίες και πώς επηρεάζει τη διαδικασία σχηματισμού άστρων.
Συνεχιζόμενη έρευνα
Ο Fabrizio Arrigoni Battaia, ερευνητής στο Ινστιτούτο Μαξ Πλανκ και συν-συγγραφέας της μελέτης, τονίζει τη σημασία της συνέχισης της εξερεύνησης αυτών των δομών: Είμαστε ενθουσιασμένοι με αυτή την υψηλής ευκρίνειας παρατήρηση ενός κοσμικού νηματίου, αλλά όπως λένε στη Βαυαρία: «Eine ist keine» – μία ίσον καμία. Γι’ αυτό συνεχίζουμε να συλλέγουμε περισσότερα δεδομένα για να αποκαλύψουμε επιπλέον νημάτια και να αποκτήσουμε μια ολοκληρωμένη εικόνα του κοσμικού ιστού.
Αυτή η μελέτη αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό βήμα στην κατανόηση της αρχιτεκτονικής του σύμπαντος και ανοίγει τον δρόμο για μελλοντικές παρατηρήσεις με ακόμη πιο προηγμένες τεχνολογίες. Η ικανότητα ανάλυσης του κοσμικού ιστού με λεπτομέρεια θα βοηθήσει στην επίλυση ορισμένων από τα θεμελιώδη μυστήρια που αφορούν το σχηματισμό γαλαξιών και την κοσμική εξέλιξη.