Πέμπτη, 7 Νοεμβρίου 2013

Το μυστικό της σκοτεινής ύλης κρύβεται στα επιθανάτια άστρα, σύμφωνα με πρόσφατη έρευνα


Η σκοτεινή ύλη αποτελούσε ανέκαθεν πονοκέφαλο για τους αστρονόμους παγκοσμίως, αφού, ενώ ο εντοπισμός της θα απαντούσε σε αρκετά ερωτηματικά σχετικά με το Big Bang, ο καθορισμός της της φύσης της είναι ένα από τα πιο περίπλοκα προβλήματα της σύγχρονης κοσμολογίας.


Η σκοτεινή ύλη όχι μόνο είναι αόρατη στα συστήματα, καθότι δεν αντανακλά το φως, αλλά φαίνεται να παίζει και πολύ μεγάλο ρόλο στη διαστημική βαρύτητα. Συνίσταται ουσιαστικά από υποθετικά σωματίδια ύλης και είναι μία προσπάθεια των αστρονόμων να εξηγήσουν διάφορες αστρονομικές παρατηρήσεις που δεν φαίνεται να συμφωνούν με τη συνήθη θεωρία για τη βαρύτητα, όπως ανωμαλίες στην ταχύτητα περιφοράς των αστέρων στις παρυφές των γαλαξιών.

Ωστόσο για πρώτη φορά, οι επιστήμονες, πιστεύουν ότι βρήκαν έναν τρόπο να «εντοπίσουν» τη μυστηριώδη σκοτεινή ύλη, εστιάζοντας στις επιθανάτιες λάμψεις των άστρων, τους λεγόμενους «λευκούς νάνους»

Οι λευκοί νάνοι αποτελούν το τελικό στάδιο της ζωής των άστρων με μικρή ή μεσαία μάζα (λιγότερο από το 1/10 της μάζας του Ηλιου ) και η μέτρηση της φωτεινότητας τους, μας επιτρέπει να ακολουθήσουμε την ψύξη τους και τη συμπεριφορά των σωματιδίων τους ακριβώς σύμφωνα με το τυποποιημένο πρότυπο της Φυσικής. Ωστόσο, κάθε εκτροπή από τα προβλεπόμενα δεδομένα, θα μπορούσε να δώσει στους επιστήμονες σημαντικές ενδείξεις για τη σκοτεινή ύλη και την ροή ενέργειας.

Οπως εξηγεί ο Τζορντι Ισερν από το Ινστιτούτο Διαστημικής ( CSIC - IEEC ) «Ο ρυθμός ψύξης των λευκών νάνων μπορεί να μετρηθεί, ακόμη και σε πραγματικό χρόνο, σύμφωνα με παρατηρήσεις των τελευταίων 30 ετών. Η παρουσία επιπλέον ενέργειας στο εσωτερικό τους, ωστόσο μπορεί να διαταράξει αυτό το ρυθμό ψύξης , δίνοντάς μας τη δυνατότητα να την εντοπίσουμε.»

Με βάση αυτή την ιδέα ο Ισερν και άλλοι ερευνητές από την Ευρώπη και τιςΗΠΑ αποφάσισαν να ακολουθήσουν αυτή την «έμμεση και οικονομική» μέθοδο για τη μελέτη της φωτεινότητας των λευκών νάνων, προκειμένου να ελεγχθεί η εγκυρότητα των νέων θεωριών και να μειωθεί το εύρος των παραμέτρων τους.

Ειδικότερα , οι επιστήμονες επικεντρώθηκαν στις τιμές μεταξύ των οποίων μπορεί να κυμαίνονται τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης. Αυτά τα υποθετικά σωματίδια , που συνδέονται με την «σκοτεινή » εκδοχή του ηλεκτρομαγνητισμού , μπορούν μόνο έμμεσα, όταν διασπώνται σε ηλεκτρόνια και αντιηλεκτρόνια (ποζιτρόνια ) .

«Πολλές από τις προσπάθειες για την επέκταση του προτύπου μοντέλου βασίζονται στην εισαγωγή νέων αλληλεπιδράσεων που χρησιμοποιούν σωματίδια της σκοτεινής ύλης ως μεσολαβητές και μπορούν να δημιουργηθούν μέσα σε λευκούς νάνους και να ξεφύγουν ελεύθερα όπως η διαρροή ενέργειας, η οποία διαταράσσει την ανάπτυξη του άστρου» εξηγεί ο Ισερν.

Οι ερευνητές απέδειξαν ότι το αποτέλεσμα αυτό μας δίνει τη δυνατότητα να προεξοφλήσουμε ένα ευρύ φάσμα πιθανών μαζών και εντάσεων σύζευξης κάτω από συνθήκες που είναι αδύνατο ή πολύ δύσκολο να επιτευχθούν σε ερευνητικά ιδρύματα στη Γη.

Παρά τη μεγάλη χρησιμότητα των λευκών νάνων στην εξερεύνηση της σκοτεινής ύλης, τα αποτελέσματα της μελέτης δείχνουν ότι, προκειμένου να μελετηθούν υποθετικά σωματίδια που φεύγουν από το καθιερωμένο μοντέλο που ορίζει η Φυσική - όπως το νετραλίνο σε μοντέλα της υπερσυμμετρίας ή αξιόνια σε ορισμένες κβαντικές θεωρίες - εργαστήρια όπως το CERN είναι κορυφαία.

Σε κάθε περίπτωση όμως, οι λευκοί νάνοι παρέχουν πολύ πιο σημαντικά για τους αστροφυσικούς , συμπεριλαμβανομένης της ικανότητας τους να δώσουν πληροφορίες σχετικά με το ιστορικό των γαλαξιών, όπως είναι η ηλικία τους και ο ρυθμός σχηματισμού των άστρων.

Οι εξελίξεις της κβαντομηχανικής και της Πυρηνικής Φυσικής του 20ου αιώνα μας επέτρεψαν να ανακαλύψουμε ότι αυτά τα αστέρια που πεθαίνουν, δεν καταστρέφονται λόγω θερμοπυρηνικής αντίδρασης , αλλά λόγω της πίεσης που ασκείται από «εκφυλισμένα» ηλεκτρόνια και μετατρέπει τους λευκούς νάνους σε «αστρικά πτώματα».









iefimerida.gr

ntokoumentagr.blogspot.gr