Το διαστημικό παρατηρητήριο Herschel της ESA έχει ανακαλύψει έναν πληθυσμό γαλαξιών, που σκεπάζονται από ένα πέπλο σκόνης και που δεν χρειάζονται τόσο πολύ σκοτεινή ύλη όπως προηγουμένως νομίζαμε για να... συγκεντρωθεί αέριο και να ξεκινήσει ο σχηματισμός των άστρων. Αυτές οι τρεις εικόνες δείχνουν την κατανομή της σκοτεινής ύλης, η οποία παράγεται από προσομοιώσεις όταν το Σύμπαν ήταν περίπου 3 δισεκατομμυρίων ετών. Η αριστερή εικόνα εμφανίζει την συνεχή κατανομή των σωματιδίων σκοτεινής ύλης που σχηματίζουν ένα δίκτυο φύλλων και ιστών. Η κεντρική παρέχει μια απλοποιημένη άποψη του σύνθετου δικτύου της δομής της σκοτεινής ύλης, ανάλογα με το λεγόμενο μοντέλο του φωτοστέφανου, μια στατιστική προσέγγιση που χρησιμοποιείται για να περιγράψει την κατανομή της σκοτεινής ύλης σε μικρές και μεγάλες κλίμακες. Στην εικόνα αυτή, η άλως της σκοτεινής ύλης αντιστοιχεί στους πυκνότερους κόμβους του κοσμικού ιστού. Το δεξιό τμήμα τονίζει την άλω της σκοτεινής ύλης (εμφανίζεται με κίτρινο χρώμα), που αντιπροσωπεύει τις πλέον αποτελεσματικές τοποθεσίες για τον σχηματισμό των γαλαξιών. Μόνο τα φωτοστέφανα με μάζα πάνω από ένα ορισμένο όριο μπορούν να προκαλέσουν την ανάφλεξη έντονων εκρήξεων σχηματισμού νέων αστέρων.
Οι γαλαξίες είναι πολύ μακριά και κάθε ένας τους έχει περίπου 300 δισεκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου. Το μέγεθος αυτό αποτελεί μια πρόκληση για την τρέχουσα θεωρία, που προβλέπει ότι ένας γαλαξίας πρέπει να είναι δεκαπλάσιας μάζας από αυτήν ή να έχει 5.000 δισεκατομμύρια ηλιακές μάζες, για να είναι σε θέση να σχηματίσει έναν μεγάλο αριθμό άστρων.
Το νέο αποτέλεσμα δημοσιεύεται από τον Alexandre Amblard, στο Πανεπιστήμιο Irvine της Καλιφόρνιας.
Το μεγαλύτερο ποσοστό από τη μάζα οποιουδήποτε γαλαξία αναμένεται να είναι η σκοτεινή ύλη, μια υποθετική ουσία που δεν έχει ακόμη εντοπιστεί, αλλά που οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι πρέπει να υπάρχει για να προσφέρει μια επαρκή βαρύτητα για να αποτρέψει την διάλυση των γαλαξιών καθώς περιστρέφονται.
Τα σημερινά μοντέλα της γέννησης των γαλαξιών αρχίζουν με τη συσσώρευση μεγάλων ποσοτήτων σκοτεινής ύλης. Η βαρυτική έλξη της συγκεντρώνει την συνηθισμένη ύλη και δημιουργούνται έτσι τα άστρα. Με την «έκρηξη αστρικής δημιουργίας» σχηματίζονται άστρα με ρυθμούς 100-1000 φορές ταχύτερα από ό,τι γίνεται στον δικό μας Γαλαξία σήμερα.
"Το Χέρσελ μας δείχνει ότι δεν χρειαζόμαστε τόσο πολύ σκοτεινή ύλη, όπως νομίζαμε για να ξεκινήσει μια αστρική έκρηξη», λέει ο Asantha Cooray, του ίδιου Πανεπιστημίου.
Αυτή η ανακάλυψη έγινε με την ανάλυση των υπέρυθρων εικόνων που λήφθηκαν από το φασματόμετρο SPIRE του Herschel, σε υπέρυθρα μήκη κύματος. Αυτά είναι περίπου 1000 φορές μεγαλύτερα από τα μήκη κύματος που είναι ορατά στο ανθρώπινο μάτι, αλλά μπορούν να αποκαλύψουν τους γαλαξίες που είναι σκεπασμένοι με ένα πέπλο της σκόνης σαν ομίχλη.
Υπάρχουν πάρα πολλοί γαλαξίες στις εικόνες του Herschel που οι θέσεις τους επικαλύπτονται δημιουργώντας την “ομίχλη” του κοσμικού υποβάθρου υπέρυθρης ακτινοβολίας, όμως δεν κατανέμονται τυχαία αλλά ακολουθούν το βασικό μοτίβο της σκοτεινής ύλης στο Σύμπαν, και έτσι η ομίχλη έχει ένα διακριτό μοτίβο φωτεινών και σκοτεινών τμημάτων, σαν μπαλώματα.
Η ανάλυση της φωτεινότητας στα μπαλώματα των εικόνων του SPIRE έχει δείξει ότι ο ρυθμός σχηματισμού νέων άστρων στους μακρινούς γαλαξίες είναι 3-5 φορές υψηλότερη από αυτή που είχε συναχθεί από τις παρατηρήσεις στο ορατό μήκος κύματος, παρόμοιων και πολύ νεαρών γαλαξιών από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble αλλά και άλλα τηλεσκόπια.
Περαιτέρω αναλύσεις και προσομοιώσεις έχουν δείξει ότι αυτή η μικρότερη μάζα των γαλαξιών είναι ένα πολύ καλό σημείο για τον σχηματισμό των άστρων. Γαλαξίες με μικρότερη μάζα είναι δύσκολο να σχηματίσουν περισσότερο από μια πρώτη γενιά άστρων. Στο άλλο άκρο της κλίμακας, πολύ μεγάλοι γαλαξίες προχωρούν δύσκολα στον σχηματισμό άστρων, διότι το αέριο τους ψύχεται μάλλον αργά, εμποδίζοντάς έτσι την κατάρρευση ώστε να σχηματίσουν την υψηλή πυκνότητα που απαιτείται για την ανάφλεξη στον σχηματισμό των αστεριών.
Τα μοντέλα του σχηματισμού των γαλαξιών μπορεί πλέον να προσαρμοστούν ώστε να αντανακλούν τα νέα αυτά αποτελέσματα, ενώ οι αστρονόμοι μπορούν να κάνουν ένα βήμα πιο κοντά στην κατανόηση του πώς δουλεύουν οι γαλαξίες – συμπεριλαμβανομένου και του δικού μας.
Πηγή: Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος
http://www.physics4u.gr