«Λείπει» υπεριώδες φως από το Σύμπαν

SPACE.COM/Ben Oppenheimer and Juna Kollmeier

Νέα δεδομένα από το διαστημικό τηλεσκόπιο Χαμπλ και προσομοιώσεις σε υπολογιστή έχουν αποκαλύψει ότι το σύμπαν έχει πολύ λιγότερη υπεριώδη ακτινοβολία από ό, τι εθεωρείτο μέχρι σήμερα.

Μία εξαιρετικά μεγάλη ποσότητα υπεριώδους φωτός “λείπει” από το Σύμπαν, σύμφωνα με μία νέα μελέτη που δημοσιεύει το επιστημονικό περιοδικό the Astrophysical Journal Letters.

O γρίφος ξεκινάει από το υδρογόνο, το πιο διαδεδομένο στοιχείο στο Σύμπαν από το οποίο και αποτελείται περίπου το 75% του συνόλου της γνωστής ύλης. 
Το υπεριώδες φως με την υψηλή του ενέργεια έχει τη δυνατότητα να ιονίσει τα ηλεκτρικά ουδέτερα άτομα υδρογόνου, αποσπώντας από το καθένα από αυτά το ηλεκτρόνιο που βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τον πυρήνα. 
Οι δύο γνωστές πηγές αυτών των ακτίνων ιονισμού είναι τα νέα άστρα και τα κβάζαρς που είναι από τις πιο ενεργές δομές στο Σύμπαν, αφού στο κέντρο τους φιλοξενούν υπερμεγέθεις μαύρες  τρύπες οι οποίες καθώς διαλύουν άστρα και καταπίνουν ύλη εκτοξεύουν τρομακτικές ποσότητες φωτός.

NASA/JPL-CALTECH/ESA/HARVARD-SMITHSONIAN CFA

Οι αστρονόμοι πιστεύουν πως το υπεριώδες φως από τα νεαρά άστρα σχεδόν πάντα απορροφάται από αέρια των γαλαξιών στους οποίους ανήκουν και επομένως δεν αλληλεπιδρούν με διαγαλαξιακά αέρια. 
Όταν ωστόσο παρήγαγαν υπολογιστικές προσομοιώσεις του ιονισμού του διαγαλαξιακού υδρογόνου και τις συνέκριναν με τις παρατηρήσεις από το διαστημικό τηλεσκόπιο Χαμπλ βρήκαν πως το φως από τα κβάζαρ ήταν πέντε φορές μικρότερο από την απαιτούμενη ποσότητα που θα εξηγούσε το ποσοστό του ιονισμένου διαγαλαξιακού υδρογόνου.
“Είναι σα να βρίσκεσαι σε μία μεγάλη και πολύ φωτεινή αίθουσα, αλλά κοιτώντας πιο κοντά να παρατηρείς μονάχα μερικές λάμπες των 40 Watt. 
Από που προέρχεται όλο το φως;”, αναρωτιέται η Τζούνα Κολμέιερ, θεωρητική αστροφυσικός του Ινστιτούτου Κάρνεγκι η οποία ηγήθηκε της έρευνας. 
“Στη σύγχρονη αστροφυσική πολύ σπάνια παρατηρεί κανείς τόσο μεγάλες διαφωνίες μεταξύ θεωρίας και πραγματικότητας. 
Όταν όμως τις εντοπίσεις, ξέρεις πως υπάρχει μια ευκαιρία να μάθεις κάτι νέο για το Σύμπαν”, εξήγησε.
Αρκετά περίεργο είναι το γεγονός πως το φαινόμενο αυτό παρατηρείται σε σχετικά κοντινές περιοχές του Σύμπαντος. 
Όταν τα τηλεσκόπια κοιτούν σε απομακρυσμένες περιοχές, δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά, δεν παρατηρείται αυτή η ασυμμετρία. 
Με άλλα λόγια, η ποσότητα του υπεριώδους φωτός στο παλαιό Σύμπαν συμπίπτει πλήρως με τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων.
Η πιο ενδιαφέρουσα θεωρία που μπορεί να εξηγήσει το περίσσιο υπεριώδες φως που χρειάζεται για να εξηγήσει τον ιονισμό του υδρογόνου είναι πως το παράγει μία εξωτική πηγή, όπως οι διασπάσεις σωματιδίων σκοτεινής ύλης. 
Υπάρχει ωστόσο και μία απλούστερη εξήγηση που είναι η υποεκτίμηση της ποσότητας του υπεριώδους φωτός που “δραπετεύει” από τους γαλαξίες, ή πως ο ιονισμός των ατόμων υδρογόνου συμβαίνει και από ακτίνες φωτός άλλων συχνοτήτων όπως τις ακτίνες χ ή ακόμη και από τις κοσμικές ακτίνες. 

Καμία απόδραση: Βουτιά σε μια μαύρη τρύπα (Σχεδίασης πληροφορίας)

Credit: Karl Tate, SPACE.com contributor

Οι μαύρες τρύπες είναι περίεργες περιοχές όπου η βαρύτητα είναι αρκετά ισχυρή για να κάμψει το φως, παραμορφώνει το διάστημα και στρεβλώσει το χρόνο.

Όταν η ύλη συμπιέζεται πέρα από μια ορισμένη πυκνότητα, δημιουργείται μια μαύρη τρύπα. Λέγεται μαύρη, επειδή δεν υπάρχει φως που μπορεί να ξεφύγει από αυτή. Μερικές μαύρες τρύπες είναι οι επιτύμβιες στήλες από ό, τι ήταν κάποτε πολύ ογκώδη αστέρια. Μια τεράστια μαύρη τρύπα πιστεύεται ότι κρύβεται στο κέντρο του Γαλαξία μας.

Όλη η μάζα μιας μαύρης τρύπας είναι συγκεντρωμένη σε ένα σημείο στο κέντρο, που καλείται μοναδικότητα. Η βαρύτητα γύρω από τη μοναδικότητα είναι τόσο ισχυρή, που θα πρέπει να ταξιδεύει ταχύτερα από το φως για να διαφύγει. Αυτό δημιουργεί μια σφαιρική ζώνη γύρω από τη μοναδικότητα που ονομάζεται ορίζοντας γεγονότων, από το οποίο δεν μπορεί να ξεφύγει τίποτα.

Σε περίπου μιάμιση φορές τη διάμετρο του ορίζοντα γεγονότων, τα φωτόνια παγιδεύονται σε κυκλικές τροχιές γύρω από τη μαύρη τρύπα.

Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες μπορεί να έχουν δισεκατομμύρια φορές τη μάζα του ήλιου μας. Η ύλη έλκεται προς μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, συμπιέζεται, θερμαίνεται και μπορεί να ανατιναχτεί σε πίδακες χιλιάδες έτη φωτός μακριά.

Μετάφραση "Σχεδίαση πληροφορίας": To-New-Sas

Πηγή: naftemporiki.gr , space.com