Κάπου μέσα στο σύμπαν, υπάρχει τεράστια ποσότητα ύλης δε μπορούμε να δούμε. Και δεν μιλάμε για κάποιο ασήμαντο ποσοστό. Περίπου το 70-80% της ύλης του Σύμπαντος, υπολογίζεται πως είναι κάτι που έχουμε ονομάσει σκοτεινή ύλη. Η κανονική ύλη είναι η μειοψηφία και περισσότερη από ότι άλλο μπορούμε να δούμε.
Που βρίσκεται όμως η σκοτεινή ύλη και πως είναι; Αυτό δε το γνωρίζουμε, όμως υπάρχουν τρόποι να την ανιχνεύσουμε και ένας από αυτούς βρίσκεται στο ηλιακό μας σύστημα.
Στην νυχτερινή πλευρά του Δία, μια υπέρυθρη λάμψη, ψηλά στην ατμόσφαιρα, θα μπορούσε να παραχθεί από μια αλληλεπίδραση με αυτό το σκοτεινό και μυστηριώδες υλικό.
Εκεί, φορτισμένα ιόντα υδρογόνου που ονομάζονται κατιόντα τριυδρογόνου ( H 3 + ) μπορούν να βρεθούν σε αφθονία. Μπορεί να υπάρχουν αρκετές διεργασίες που μπορούν να παράγουν H 3 + στην ατμόσφαιρα του Δία, μια αλληλεπίδραση με την σκοτεινή ύλη θα μπορούσε να δημιουργήσει πλεόνασμα πέρα από αυτό που θα βλέπαμε από αλλες διεργασίες.
«Επισημαίνουμε ότι η σκοτεινή ύλη μπορεί να παράγει μια πρόσθετη πηγή H 3 + σε πλανητικές ατμόσφαιρες», γράφουν οι φυσικοί Carlos Blanco από το Πανεπιστήμιο του Πρίνστον και το Πανεπιστήμιο της Στοκχόλμης και η Rebecca Leane του Εθνικού Εργαστηρίου Επιταχυντή του Στάνφορντ Linear Accelerator Center (SLAC) και του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ.
«Αυτό θα παραχθεί εάν η σκοτεινή ύλη διασκορπιστεί και συλληφθεί από πλανήτες, και κατά συνέπεια εκμηδενιστεί, παράγοντας ιονίζουσα ακτινοβολία».
Αν και δε μπορούμε να ανιχνεύσουμε άμεσα την σκοτεινή ύλη και να την παρατηρήσουμε και παρόλο που δεν αλληλοεπιδρά με την κανονική ύλη με τρόπους που μπορούμε να την ανιχνεύσουμε έμμεσα, υπάρχει ένας τρόπος που εκδηλώνεται. Τα αντικείμενα στο Σύμπαν φαίνεται να κινούνται υπό την επίδραση πολύ μεγαλύτερης βαρύτητας, από αυτή που παράγεται από την κανονική ύλη.
Όταν αφαιρούμε την επίδραση της κανονικής ύλης, η βαρύτητα που απομένει αποδίδεται στη σκοτεινή ύλη. Έτσι γνωρίζουμε πως κάτι υπάρχει και μπορούμε μάλιστα να μετρήσουμε και πόσο είναι αυτό που υπάρχει.
Μέχρι στιγμής έχουμε αρκετούς θεωρητικούς υποψήφιους για το τι θα μπορούσε να είναι η σκοτεινή ύλη και πολλοί από αυτούς έχουν ιδιότητες που θα μπορούσαν να ανιχνευτούν με διάφορους τρόπους.
Μια από τις ιδέες είναι πως η σκοτεινή ύλη αυτοεξοντώνεται. Όταν δύο σωματίδια σκοτεινής ύλης συγκρούονται, εξαϋλώνουν το ένα το άλλο, παράγοντας μια μικρή έκρηξη θερμότητας ή φωτός ή και τα δύο.
Ο Blanco και ο Leane προτείνουν ότι αυτός ο αφανισμός θα μπορούσε να συμβαίνει ψηλά στις ατμόσφαιρες των πλανητών, στο στρώμα που είναι γνωστό ως ιονόσφαιρα. Τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης συλλαμβάνονται από τη βαρύτητα του πλανήτη και διοχετεύονται στην ιονόσφαιρα όπου κινδυνεύουν με αμοιβαία καταστροφή.
Ο Δίας με το τεράστιο βαρυτικό πεδίο του, είναι ο πλέον κατάλληλος στο ηλιακό μας σύστημα για να αναζητήσουμε αυτή τη διαδικασία. Πρόκειται για το μεγαλύτερο σώμα στο ηλιακό μας σύστημα, εκτός από τον Ήλιο, με ψυχρό πυρήνα, κάτι που τον κάνει ιδανικό στην δέσμευση σκοτεινής ύλης.
Όταν το σκάφος του Κρόνου Cassino πέταξε δίπλα από τον Δία πριν από δύο δεκαετίες, ήταν εξοπλισμένο με ένα όργανο που ονομάζεται Φασματόμετρο Οπτικής και Υπέρυθρης Χαρτογράφησης (VIMS). Αυτό το όργανο μπορεί να ανιχνεύσει την υπογραφή της υποτιθέμενης αλληλοεξόντωσης της σκοτεινής ύλης.
Στην συγκεκριμένη περίπτωση, δεν περιμέναμε να δούμε την μικρή ακτινοβολία από την εκμηδένιση, αλλά το προϊόν αυτής. Αυτή η ακτινοβολία μπορεί να είναι ιονίζουσα, δηλαδή να απελευθερώνει ηλεκτρόνια πό τα άτομα στην ιονόσφαιρα. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα θετικά φορτισμένα H3 + που θα φαινόταν σαν μια υπέρυθρη λάμψη, ανιχνεύσιμη από το VIMS.
Το πρόβλημα είναι πως υπάρχουν πολλές διεργασίες ιονισμού στο ηλιακό μας σύστημα. Η ηλιακή ακτινοβολία μπορεί να είναι ιονίζουσα. Ο Δίας έχει τεράστια σέλας στους πόλους του που επίσης παράγουνH 3 +. Έτσι, ο Blanco και ο Leane εξέτασαν μετρήσεις από την ισημερινή περιοχή του Δία τη νύχτα, για τρεις ώρες εκατέρωθεν των μεσάνυχτων του πλανήτη, όπου οι επιρροές του σέλας είναι ελάχιστες και κανένα ηλιακό φως δεν μπορεί να παρέμβει στην ιονόσφαιρα.
Έχουν αποδείξει, σχεδόν, την ύπαρξη του πολυσύμπαντος;
Αν και δεν ανιχνεύτηκε περίσσεια H 3 +, τα αποτελέσματα επέτρεψαν στους επιστήμονες να θέσουν περιορισμούς σχετικά με τον τρόπο συμπεριφοράς της σκοτεινής ύλης, παρέχοντας κρίσιμες πληροφορίες για την ανίχνευσή της σε άλλους πλανήτες εκτός τους Ηλιακού Συστήματος.
«Έχουμε επισημάνει και δείξουμε για πρώτη φορά ότι η σκοτεινή ύλη μπορεί να παράγει ιονίζουσα ακτινοβολία σε πλανητικές ατμόσφαιρες, η οποία είναι ανιχνεύσιμη μέσω μιας περίσσειας ατμοσφαιρικών κατιόντων τριυδρογόνου», γράφουν οι Blanco και Leane.
«Ο ατμοσφαιρικός ιονισμός της σκοτεινής ύλης μπορεί να ανιχνευθεί σε εξωπλανήτες σαν το Δία χρησιμοποιώντας μελλοντικές μετρήσεις υψηλής ακρίβειας των πλανητικών φασμάτων».
Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Physical Review Letters.
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/.
