Ο τρόπος για να βρούμε το σκοτάδι είναι να αναζητήσουμε το φως! Αυτό ακούγεται σαν κάποιο γνωμικό στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης, όμως ταιριάζει απόλυτα στην πρόταση της επιστήμης για να βρεθεί η φύση της σκοτεινής ύλης. Οι επιστήμονες της μελέτης πιστεύουν πως τα αντικείμενα που τροφοδοτούνται από τη σκοτεινή ύλη, μπορεί να είναι μικρές αλλά ανιχνεύσιμες πηγές φωτός όπως οι Σκοτεινοί Νάνοι, κοντά στο κέντρο του Γαλαξία. Αν ισχύει κάτι τέτοιο, θα είναι το κλειδί για να ξεκλειδώσουμε τα μυστήρια της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας.
Οι κινήσεις των αστέρων και των γαλαξιών αποκαλύπτουν την παρουσία βαρυτικών δυνάμεων, πολύ μεγάλων για να προέρχονται μόνο από την ύλη που μπορούμε να δούμε. Ο προσδιορισμός της «σκοτεινής ύλης» δε συμπεριλαμβάνεται στους υπολογισμούς μας για την ύλη, αφού δε μπορούμε μα τη δούμε για να προσδιορίσουμε την ποσότητά της. Για αυτό και η σκοτεινή ύλη αποτελεί μια ανεκπλήρωτη αναζήτηση για πάνω από μισό αιώνα. Μεταξύ των πολλών προτάσεων, τα WIMPS (Ασθενώς Αλληλεπιδρώντα Σωματίδια με Μεγάλη Μάζα) μπορεί να είναι η πιο σημαντική.
Ακριβώς λόγω των ασθενών αλληλεπιδράσεών τους με την συνηθισμένη ύλη, τα WIMPS θα ήταν πολύ δύσκολο να ανιχνευθούν, επομένως, παρά το γεγονός ότι είναι μία από τις πρώτες εξηγήσεις που προτάθηκαν και επομένως αναζητήθηκαν, δεν έχουν ακόμη βρεθεί.
Η σκοτεινή ύλη πιστεύεται πως συγκεντρώνεται στο κέντρο του γαλαξία, το γεγονός ότι υπόκειται σε βαρυτικές δυνάμεις καθιστά σχεδόν αναπόφευκτο ότι εκεί θα είναι η πιο άφθονη. Εάν τα WIMPS είναι ένα μεγάλο μέρος της σκοτεινής ύλης, αυτή σημαίνει πως θα συγκεντρωθούν σε κάποιο σημείο που θα συμπεριφέρονται διαφορετικά σε σχέση με τα σημεία που είναι και πιο διασκορπισμένα. Μια τέτοια χαρακτηριστική συμπεριφορά θα μπορούσε να είναι η πρόκληση φωτισμού αντικειμένων που αλλού θα ήταν καφέ νάνοι.
«Η σκοτεινή ύλη αλληλεπιδρά βαρυτικά, επομένως θα μπορούσε να συλληφθεί από τα αστέρια και να συσσωρευτεί στο εσωτερικό τους. Εάν συμβεί αυτό, θα μπορούσε επίσης να αλληλεπιδράσει με τον εαυτό της και να εξαϋλωθεί, απελευθερώνοντας ενέργεια που θερμαίνει το αστέρι», δήλωσε ο Dr Jeremy Sakstein του Πανεπιστημίου της Χαβάης σε μια δήλωση.
Η σκοτεινή ύλη που υπερφορτώνει ένα άστρο είναι δύσκολο να ανιχνευθεί. Το άστρο είναι ήδη φωτεινό, επομένως δε μπορούμε να αντιληφθούμε εύκολα τις διακυμάνσεις στη φωτεινότητα ή την θερμοκρασία, λόγω της σκοτεινής ύλης. Από την άλλη πλευρά, οι καφέ νάνοι, αντικείμενα με 1,2-8 τοις εκατό της μάζας του Ήλιου, δεν έχουν αρκετή βαρυτική δύναμη για να ξεκινήσουν τη σύντηξη στο συνηθισμένο υδρογόνο. Λάμπουν αμυδρά μέσω ενός συνδυασμού θερμότητας από τον σχηματισμό τους και τη σύντηξη πολύ σπανιότερου δευτερίου, η οποία μπορεί να συμβεί σε χαμηλότερες πιέσεις από το συνηθισμένο υδρογόνο.
Βρισκόμενοι στους σπειροειδείς βραχίονες του γαλαξία, οι καφέ νάνοι πιθανώς συλλέγουν λίγη σκοτεινή ύλη, αλλά όχι αρκετή για να εμφανιστεί ξεκάθαρη διαφορά. Κοντά στο γαλαξιακό κέντρο, ο Sakstein και οι συν-συγγραφείς μιας νέας εργασίας πιστεύουν ότι τα πράγματα θα μπορούσαν να λειτουργήσουν διαφορετικά.
«Όσο περισσότερη σκοτεινή ύλη έχετε γύρω σας, τόσο περισσότερη μπορείτε να συλλάβετε», είπε ο Sakstein. «Και όσο περισσότερη σκοτεινή ύλη καταλήγει μέσα στο άστρο, τόσο περισσότερη ενέργεια θα παραχθεί μέσω της εξαΰλωσης της».
Έτσι, αυτό που αλλού θα ήταν καφέ νάνος γίνεται αυτό που η ομάδα αποκαλεί «Σκοτεινό Νάνο», το οποίο, ειρωνικά, δεν είναι σκοτεινό, επειδή αυτή η ενέργεια βγαίνει ως φως. Η ιδέα αυτή λειτουργεί μόνο όταν η σκοτεινή ύλη αποτελείται από WIMPS ή κάτι άλλο αρκετά παρόμοιο. Δε λειτουργεί όμως για εξηγήσεις όπως τα στείρα νετρίνα, τα αξιόνια και μια ποικιλία άλλων προτάσεων. Αν βρούμε λοιπόν έναν σκοτεινό νάνο, θα έχουμε περιορίσει δραματικά τους στόχους για αναζήτηση σκοτεινή ύλης.
Βέβαια, η εύρεση ενός τέτοιου αντικειμένου δεν είναι εύκολη. Οι σκοτεινοί νάνοι θα ήταν αρκετά μακριά, σε μια περιοχή καλυμμένη από σκόνη και άλλα αντικείμενα. Μάλιστα, οπτικά δε θα ήταν πολύ διαφορετικός από τα άλλα αστέρια.
Ο πάγος στο διάστημα κάνει κάτι που δεν έχουμε ξαναδεί!
Παρ ‘όλα αυτά, ο Sakstein είπε: «Υπήρχαν μερικοί δείκτες, αλλά προτείναμε το Λίθιο-7 επειδή θα ήταν πραγματικά ένα μοναδικό φαινόμενο». Το λίθιο-7 συντήκεται εύκολα μέσα σε συνηθισμένα αστέρια. Κατά συνέπεια, μόνο τα νεότερα αστέρια έχουν αξιοσημείωτες ποσότητες. Ωστόσο, μόνο οι βαρύτεροι σκοτεινοί νάνοι θα έκαιγαν λίθιο-7, υποθέτοντας ότι λειτουργούν όπως θα περιμέναμε. Αυτό σημαίνει ότι ενώ οι βαρύτεροι σκοτεινοί νάνοι θα έμοιαζαν με περίεργα φωτεινούς κόκκινους νάνους, θα πρέπει να υπάρχει ένας πληθυσμός χαμηλότερης μάζας που μπορεί να διακριθεί από την παρουσία λιθίου-7.
Έτσι, αν ανιχνεύσουμε λίθιο-7 σε κάποιο από τα αστέρια που βρίσκονται κοντά στο γαλαξιακό κέντρο, η πιο πιθανή εξήγηση είναι πως πρόκειται για σκοτεινούς νάνους και η περιοχή είναι γεμάτοι WIMPS.
Ευτυχώς έχουμε το James Webb στη διάθεσή μας, που μπορεί να ανιχνεύσει λίθιο-7, εστιάζοντας σε ένα αντικείμενο στο γαλαξιακό κέντρο. Οι συγγραφείς της μελέτης όμως οι συγγραφείς της μελέτης προτείνουν επίσης μια στατιστική δοκιμή χρησιμοποιώντας άλλα τηλεσκόπια που έχουν λιγότερη ζήτηση.
Η μελέτη δημοσιεύεται στο Journal of Cosmology and Astroparticle Physics και μια προδημοσίευση είναι διαθέσιμη στο ArXiv.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
