Επιστήμονες δημιούργησαν έναν χάρτη εξαιρετικά υψηλής ανάλυσης της σκοτεινής ύλης στο Σύμπαν, μελετώντας περίπου 250.000 γαλαξίες στον αστερισμό Sextans. Η έρευνα αποκαλύπτει πώς η σκοτεινή ύλη επηρέασε τη δημιουργία άστρων και γαλαξιών τα τελευταία δέκα δισεκατομμύρια χρόνια.
Η μελέτη πραγματοποιήθηκε από ερευνητές του Πανεπιστημίου Durham, του εργαστηρίου Jet Propulsion Laboratory της NASA και της Ομοσπονδιακής Πολυτεχνικής Σχολής της Λοζάνης. Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν εικόνες από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, αναλύοντας τα σχήματα περίπου 250.000 γαλαξιών, για να δημιουργήσουν τον πιο λεπτομερή χάρτη μάζας που έχει παραχθεί μέχρι σήμερα για οποιαδήποτε περιοχή του Σύμπαντος.
Η περιοχή που μελετήθηκε καλύπτει δύο τετραγωνικές μοίρες του ουρανού στον αστερισμό Sextans και είναι γνωστή ως περιοχή COSMOS, η οποία έχει μελετηθεί εκτενώς και στο παρελθόν με το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble.
Για τον εντοπισμό της σκοτεινής ύλης, η επιστημονική ομάδα παρατήρησε τον τρόπο με τον οποίο η μάζα της καμπυλώνει τον χώρο, προκαλώντας την κάμψη του φωτός που φτάνει στη Γη από μακρινούς γαλαξίες. Το φαινόμενο αυτό μοιάζει με το φως που περνά μέσα από ένα παραμορφωμένο τζάμι.
Ο χάρτης, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Astronomy, διαθέτει διπλάσια ανάλυση σε σχέση με προηγούμενους χάρτες που βασίζονταν στο τηλεσκόπιο Hubble και σε άλλα όργανα.
Παράλληλα, εκτείνεται σε παλαιότερες περιόδους της εξέλιξης του Σύμπαντος και περιλαμβάνει περίπου δέκα φορές περισσότερους γαλαξίες από αντίστοιχους χάρτες που έχουν δημιουργηθεί από επίγεια παρατηρητήρια.
Η σκοτεινή ύλη αποτελεί περίπου το 85% της συνολικής ύλης του Σύμπαντος. Δεν εκπέμπει ούτε απορροφά φως, γεγονός που την καθιστά αόρατη στα συμβατικά τηλεσκόπια. Ωστόσο, αλληλεπιδρά με το υπόλοιπο Σύμπαν μέσω της βαρύτητας, κάτι που ο νέος χάρτης αποτυπώνει με σαφήνεια.
Η απόδειξη αυτής της αλληλεπίδρασης εντοπίζεται στον βαθμό επικάλυψης μεταξύ των χαρτών της σκοτεινής και της κανονικής ύλης. Σύμφωνα με την έρευνα, οι παρατηρήσεις του James Webb επιβεβαιώνουν ότι η στενή αυτή ευθυγράμμιση δεν μπορεί να είναι τυχαία, αλλά οφείλεται στη βαρύτητα της σκοτεινής ύλης, η οποία έλκει την κανονική ύλη καθ’ όλη τη διάρκεια της κοσμικής ιστορίας.
Ορισμένες δομές σκοτεινής ύλης εμφανίζονται μικρότερες στα δεδομένα του Webb, επειδή αποτυπώνονται με πιο καθαρή εστίαση. Η υψηλότερη ανάλυση του Webb καθιστά επίσης δυνατή την ακριβέστερη εκτίμηση του μεγέθους και της θέσης των συσσωματώσεων σκοτεινής ύλης στο κάτω αριστερό τμήμα της εικόνας.(NASA/STScI/A. Pagan)
Όπως σημειώνει ο καθηγητής Ρίτσαρντ Μάσεϊ από το Ινστιτούτο Υπολογιστικής Κοσμολογίας του Πανεπιστημίου Durham και ένας από τους συγγραφείς της μελέτης, «ολόκληρο το στροβιλισμένο νέφος σκοτεινής ύλης γύρω από τον Γαλαξία μας έχει αρκετή βαρύτητα για να κρατά ενωμένο ολόκληρο τον Γαλαξία. Χωρίς τη σκοτεινή ύλη, ο Γαλαξίας μας θα διαλυόταν».
Από την πλευρά του, ο δρ. Γκάβιν Λερόι, επίσης συγγραφέας της έρευνας, επισημαίνει ότι «ο χάρτης αυτός αποκαλύπτει τον αόρατο αλλά ουσιαστικό ρόλο της σκοτεινής ύλης, του πραγματικού αρχιτέκτονα του Σύμπαντος που οργανώνει σταδιακά τις δομές που παρατηρούμε μέσω των τηλεσκοπίων μας».
Η επιστημονική ομάδα σχεδιάζει, σε επόμενο στάδιο, να επεκτείνει τη χαρτογράφηση της σκοτεινής ύλης σε ολόκληρο το Σύμπαν.