Αστρονόμοι από το Πανεπιστήμιο της Βόννης έχουν ανακαλύψει μια τεράστια δομή από δορυφόρους γαλαξίες και αστρικά σμήνη να περιβάλλουν τον Γαλαξία μας, απλωμένα σε μια έκταση ενός εκατομμυρίου έτη φωτός. Η μελέτη αμφισβητεί την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης, που είναι ένα σημαντικό τμήμα του καθιερωμένου μοντέλου για την εξέλιξη του σύμπαντος.

Ο επικεφαλής της έρευνας και υποψήφιος διδάκτορας Marcel Pawlowski εκθέτει τα πορίσματά της ομάδας του στο περιοδικό Monthly Notices της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας.

Ο Γαλαξίας μας αποτελείται από περίπου τριακόσια δισεκατομμύρια αστέρια, καθώς και μεγάλες ποσότητες αερίου και σκόνης που διευθετούνται σε βραχίονες σε ένα επίπεδο δίσκο που ξεφεύγουν από μία κεντρική ράβδο. Η διάμετρος του κύριου τμήματος του Γαλαξία μας είναι περίπου 100.000 έτη φωτός, πράγμα που σημαίνει ότι μια ακτίνα του φωτός χρειάζεται 100.000 χρόνια για να ταξιδέψει κατά μήκος του. Ένας αριθμός μικρότερων δορυφόρων γαλαξιών και σφαιρικών σμηνών άστρων (τα λεγόμενα σφαιρωτά σμήνη) είναι σε τροχιά σε διάφορες αποστάσεις από τον Γαλαξία μας.

Τα συμβατικά μοντέλα για την προέλευση και την εξέλιξη του σύμπαντος (κοσμολογία) έχουν σαν βάση την παρουσία της «σκοτεινής ύλης», το αόρατο υλικό που πιστεύεται ότι αποτελεί περίπου το 23% του σύμπαντος που όμως δεν έχει ανιχνευθεί ποτέ άμεσα. Σε αυτό το μοντέλο, ο Γαλαξίας αναμένεται να έχει πολύ περισσότερους δορυφόρους γαλαξίες από όσο έχουμε δει στην πράξη.

Στην προσπάθειά τους να κατανοήσουν ακριβώς τι περιβάλλει τον Γαλαξία μας, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν μια σειρά από εικόνες του εικοστού αιώνα με εικόνες από το ρομποτικό τηλεσκόπιο Sloan Deep Sky Survey. Χρησιμοποιώντας όλα αυτά τα στοιχεία οι ειδικοί συγκέντρωσαν μια εικόνα που περιλαμβάνει φωτεινούς «κλασικούς» δορυφόρους γαλαξίες, αμυδρούς δορυφόρους που πρόσφατα εντοπίστηκαν και μικρότερα σφαιρωτά σμήνη.

«Μόλις είχαμε ολοκληρώσει την ανάλυσή μας, μας προέκυψε μια νέα εικόνα της κοσμικής γειτονιάς», λέει ο Pawlowski. Οι αστρονόμοι διαπίστωσαν ότι όλα τα διαφορετικά αντικείμενα κατανέμονται σε ένα επίπεδο κάθετο προς το γαλαξιακό δίσκο. Η πρόσφατα ανακαλυφθείσα δομή είναι τεράστια, που εκτείνεται από 33.000 έτη φωτός και πέρα και απέχει ένα εκατομμύριο έτη φωτός από το κέντρο του Γαλαξία. Αυτή όμως η επίπεδη δομή δεν ήταν αναμενόμενη με βάση τις θεωρίες περί σκοτεινής ύλης

Το μέλος της ομάδας Pavel Kroupa, καθηγητής αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο της Βόννης, προσθέτει «Νιώθαμε αμηχανία από το πόσο καλά οι κατανομές των διαφόρων τύπων των αντικειμένων συμφωνούσαν μεταξύ τους.» Καθώς οι διάφοροι συνοδοί κινούνται γύρω από τον Γαλαξία μας, χάνουν υλικό, αστέρια και μερικές φορές αέριο, που σχηματίζουν μεγάλο ρεύματα κατά μήκος των διαδρομών τους. Τα νέα αποτελέσματα δείχνουν ότι αυτό το χαμένο υλικό ευθυγραμμίζεται πάρα πολύ με το επίπεδο των γαλαξιών και των σμηνών. "Αυτό δείχνει ότι τα αντικείμενα, όχι μόνο βρίσκονται μέσα σε αυτό το επίπεδο τώρα, αλλά ότι κινούνται μέσα σε αυτό”, λέει ο Παβλόφσκι. "Η δομή είναι σταθερή."

Τα διάφορα μοντέλα σκοτεινής ύλης προσπαθούν να εξηγήσουν αυτή τη διευθέτηση. «Στις καθιερωμένες θεωρίες, οι δορυφόροι γαλαξίες θα έχουν σχηματιστεί ως μεμονωμένα αντικείμενα, πριν συλληφθεί από τον Γαλαξία μας», εξηγεί ο Kroupa. "Καθώς αυτοί θα προέρχονται από πολλές κατευθύνσεις, είναι σχεδόν αδύνατο όλοι αυτοί να καταλήγουν να διανέμονται σε μια τέτοια λεπτή επίπεδη δομή."

Ο μεταδιδακτορικός ερευνητής και μέλος της ομάδας Jan Pflamm-Altenburg προτείνει μια εναλλακτική εξήγηση. "Οι δορυφόροι γαλαξίες και τα σμήνη πρέπει να έχουν σχηματιστεί μαζί σε ένα σημαντικό γεγονός, όπως μια σύγκρουση των δύο γαλαξιών." Τέτοιες συγκρούσεις είναι σχετικά συχνές και οδηγούν μεγάλα κομμάτια γαλαξιών να σχίζονται λόγω της βαρύτητας και των παλιρροιακών δυνάμεων που ενεργούν πάνω στα αστέρια, το αέριο και την σκόνη που περιέχουν, σχηματίζοντας ουρές, που είναι οι γενέτειρες των νέων αντικειμένων, όπως αστρικά σμήνη και γαλαξίες νάνους.

Ο δε Παβλόφσκι προσθέτει, «Πιστεύουμε ότι ο Γαλαξίας μας συγκρούστηκε με ένα άλλο γαλαξία στο μακρινό παρελθόν. Ο άλλος γαλαξίας έχασε μέρος του υλικού, το υλικό αυτό σχημάτισε τότε δορυφόρους γαλαξίες του δικού μας Γαλαξία και τα νεώτερα σφαιρωτά σμήνη καθώς και το εξόγκωμα στο γαλαξιακό κέντρο. Οι συνοδοί που βλέπουμε σήμερα είναι τα συντρίμμια της σύγκρουσης των 11 δισεκατομμυρίων ετών. "

Ενώ ο Kroupa καταλήγει υπογραμμίζοντας την ευρύτερη σημασία του νέου έργου. «Το μοντέλο μας φαίνεται να αποκλείει την παρουσία της σκοτεινής ύλης στο σύμπαν, απειλώντας ένα κεντρικό πυλώνα της τρέχουσας κοσμολογικής θεωρίας. Θεωρούμε ότι αυτό αποτελεί την αρχή μιας αλλαγής παραδείγματος, αυτό που θα μας οδηγήσει τελικά σε μια νέα κατανόηση του σύμπαντος μας στο οποίο κατοικούμε. "

physics4u.gr/