Harta „Pădurii de Hidrogen” sprijină teoria existenței materiei întunecate

O echipă de astrofizicieni a cartografiat „Pădurea Lyman-Alpha” și a furnizat noi dovezi care susțin că formarea galaxiilor și a roiurilor de galaxii este mai bine explicată de teoria existenței materiei întunecate decât de alte teorii alternative.

În timpul observațiilor astronomice, cercetătorii au descoperit că galaxiile și roiurile de galaxii nu se comportă așa cum ne-am aștepta. Pe scurt, stelele de la marginile galaxiilor se mișcă atât de repede (în majoritatea, dar nu în toate galaxiile) încât ar trebui să fie aruncate în spațiul intergalactic, având în vedere masa vizibilă pe care o putem observa în acele galaxii.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

Există explicații alternative, precum Dinamica Newtoniană Modificată (MOND), care propune că gravitația funcționează diferit la accelerații scăzute. Totuși, există probleme cu teoria MOND, iar ipoteza preferată de majoritatea fizicienilor în prezent este că spațiul este umplut cu „materie întunecată” invizibilă, care interacționează cu altă materie barionică (materia pe care o putem vedea) doar prin gravitație.

Teoria existenței materiei întunecate, sprijinită de „pădurile” de hidrogen

Care este teoria existenței materiei întunecate? Pentru a explica dinamica galaxiilor și a roiurilor de galaxii, se estimează că materia întunecată ar trebui să aibă o masă de aproximativ zece ori mai mare decât materia barionică obișnuită. Cu toate acestea, până acum nu am găsit nicio dovadă directă a existenței ei.

Candidaturile pentru materia întunecată variază de la particule masive slab interactive (WIMPS) și axioni până la găuri negre primordiale, deși această ultimă opțiune devine din ce în ce mai puțin probabilă. S-a sugerat, de asemenea, că materia întunecată ar putea fi cauzată de găuri negre supermasive care se comportă în moduri pe care încă nu le înțelegem complet, scrie IFL Science.

În noul studiu, astrofizicienii de la Universitatea din California, Riverside (SUA) au folosit „Pădurea Lyman-Alpha” pentru a încerca să cartografieze indirect materia întunecată. Practic, au analizat lumina provenită din surse îndepărtate și au cartografiat scăderile de lumină de-a lungul lungimii de undă a hidrogenului. Aceste scăderi de lumină corespund materiei pe care lumina a întâlnit-o pe parcurs.

„Seamănă un pic cu teatrul de umbre, unde ghicim caracterul plasat între lumină și ecran pe baza siluetei sale”, a explicat Simeon Bird, profesor asociat de fizică și astronomie și autor principal al studiului.

„Deoarece fiecare tip de atom are un mod specific de a absorbi lumina, lăsând un fel de semnătură în spectrogramă, este posibil să-i urmărești prezența, în special pe cea a hidrogenului, cel mai abundent element din Univers”, a adăugat Bird.

Precum colorantul într-un râu

Rezultatul cartografierii acestei lumini este „pădurea”, care seamănă cu mulți copaci mici. Echipa susține că folosirea spectrogramelor hidrogenului poate fi utilizată pentru a urmări materia întunecată în mod indirect, similar cu turnarea unui colorant într-un pârâu.

„Colorantul va merge unde merge apa. Materia întunecată are un potențial gravitațional. Gazul de hidrogen cade în acest potențial și îl folosești ca pe un indicator al materiei întunecate. Unde este mai dens, există mai multă materie întunecată. Poți considera hidrogenul ca fiind colorantul și materia întunecată fiind apa”, a spus Bird.

Echipa sugerează că structurile observate în harta rezultată indică o influență necunoscută sau că materia întunecată este o particulă. Acest lucru nu reprezintă însă „rezolvarea misterului”, deoarece nu am detectat încă o astfel de particulă.

„Nu este încă complet convingător. Dar dacă acest lucru se confirmă în seturi de date ulterioare, atunci este mult mai probabil să fie vorba de o nouă particulă sau de un nou tip de fizică, decât de găuri negre care ne încurcă calculele”, a adăugat Bird.

Studiul a fost publicat în Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

Vă recomandăm să citiți și:

Enceladus și Europa ascund semne de viață chiar la suprafața lor

O nouă gaură neagră a fost descoperită în centrul galaxiei noastre

„Vânătorul de exoplanete” va începe să caute un alt Pământ în 2026

Telescopul Webb investighează răsăriturile și apusurile eterne de pe o lume îndepărtată