Χρησιμοποιώντας παρατηρήσεις από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb σε μια περιοχή του ουρανού που καλύπτει σχεδόν τριπλάσια έκταση από αυτήν της πανσελήνου επιστήμονες δημιούργησαν τον πιο λεπτομερή χάρτη μέχρι σήμερα της μυστηριώδους κοσμικής ουσίας που ονομάζεται σκοτεινή ύλη και αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος της ύλης στο Σύμπαν.
Η συνηθισμένη ύλη σχηματίζει τα άστρα, τους πλανήτες, τους ανθρώπους και οτιδήποτε άλλο μπορούμε να δούμε. Ωστόσο αντιπροσωπεύει μόνο περίπου το 15% της συνολικής ύλης στο Σύμπαν. Το υπόλοιπο είναι μια ουσία τα σωματίδια της οποίας η οποία δεν εκπέμπει ούτε αντανακλά φως γεγονός που την καθιστά αόρατη στο ανθρώπινο μάτι και τα τηλεσκόπια και οι επιστήμονες ονόμασαν σκοτεινή ύλη.
Οι επιστήμονες συμπεραίνουν την ύπαρξή της με βάση τις βαρυτικές επιδράσεις που ασκεί σε μεγάλη κλίμακα όπως το πόσο γρήγορα περιστρέφονται οι γαλαξίες, το πώς συγκρατούνται τα σμήνη γαλαξιών και το πώς καμπυλώνεται το φως από μακρινά αντικείμενα καθώς περνά μέσα από τεράστιες κοσμικές δομές.
Ο νέος χάρτης της κατανομής της σκοτεινής ύλης βασίστηκε σε αυτό ακριβώς το φαινόμενο της κάμψης του φωτός το οποίο προκαλεί ανεπαίσθητες παραμορφώσεις στο σχήμα περίπου 250,000 μακρινών γαλαξιών όπως παρατηρήθηκαν από το James Webb λόγω των βαρυτικών επιδράσεων της ύλης κατά μήκος της γραμμής θέασης.
Ένας προηγούμενος χάρτης της σκοτεινής ύλης είχε βασιστεί σε παρατηρήσεις του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble. Ο νέος χάρτης αξιοποιώντας τις ανώτερες δυνατότητες του Webb προσφέρει διπλάσια ανάλυση σε σχέση με τον προηγούμενο, καλύπτει περισσότερες περιοχές του Σύμπαντος και «κοιτά» πιο πίσω στον χρόνο, ουσιαστικά πριν από περίπου 8 έως 10 δισεκατομμύρια χρόνια, μια κρίσιμη περίοδο για το σχηματισμό των γαλαξιών.
«Αυτό μας επιτρέπει να διακρίνουμε πιο λεπτές δομές σκοτεινής ύλης, να ανιχνεύσουμε συγκεντρώσεις μάζας που προηγουμένως ήταν αόρατες και να επεκτείνουμε τη χαρτογράφηση της σκοτεινής ύλης σε παλαιότερες εποχές του σύμπαντος», δήλωσε η παρατηρησιακή κοσμολόγος Νταϊάνα Σκονκαμίγκλιο από το Εργαστήριο Αεριώθησης της NASA (JPL), επικεφαλής συγγραφέας της έρευνας που δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Nature Astronomy».
Η μακροδομή
Ο χάρτης αποκαλύπτει με πρωτοφανή σαφήνεια νέες λεπτομέρειες της μακροδομής του Σύμπαντος, που ονομάζεται κοσμικός ιστός, δηλαδή σμήνη γαλαξιών, τεράστια νήματα σκοτεινής ύλης κατά μήκος των οποίων κατανέμονται οι γαλαξίες και το αέριο καθώς και περιοχές με χαμηλότερη πυκνότητα μάζας.
«Το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb είναι σαν να φοράμε ένα καινούργιο ζευγάρι γυαλιά για το Σύμπαν. Βλέπει πιο αμυδρούς και πιο μακρινούς γαλαξίες με πολύ μεγαλύτερη ευκρίνεια από ποτέ. Αυτό ουσιαστικά μας δίνει ένα πολύ πυκνότερο πλέγμα γαλαξιών στο παρασκήνιο για να δουλέψουμε, κάτι που είναι ακριβώς ό,τι χρειάζεται για αυτού του είδους τη μελέτη. Περισσότεροι γαλαξίες και πιο καθαρές εικόνες μεταφράζονται άμεσα σε έναν πιο καθαρό χάρτη της σκοτεινής ύλης» λέει η Σκονκαμίγκλιο.
Ο χάρτης καλύπτει ένα τμήμα του ουρανού που ονομάζεται Έρευνα Κοσμικής Εξέλιξης ή COSMOS το οποίο βρίσκεται προς την κατεύθυνση του αστερισμού του Εξάντα. Ο χάρτης θα διευκολύνει μελλοντικές έρευνες του Σύμπαντος με πολλούς τρόπους όπως ανέφεραν οι ερευνητές.
«Για παράδειγμα ένα από τα μεγάλα ερωτήματα στην αστροφυσική είναι πώς οι γαλαξίες αναπτύσσονται και εξελίσσονται με το χρόνο, πώς το Σύμπαν πέρασε από μια σχεδόν απόλυτα ομοιογενή κατάσταση σε αυτή την εντυπωσιακή ποικιλία γαλαξιών που βλέπουμε σήμερα», δήλωσε η παρατηρησιακή κοσμολόγος και συν συγγραφέας της μελέτης Ζακλίν ΜακΚλίρι από το Northeastern University στη Βοστώνη.
«Η άλω σκοτεινής ύλης, αυτοβαρυτικά ‘νέφη’ σκοτεινής ύλης, είναι οι τόποι όπου σχηματίζονται οι γαλαξίες. Είναι τα φυτώρια των γαλαξιών θα λέγαμε. Έτσι το να γνωρίζουμε πού βρίσκεται η σκοτεινή ύλη, πόση υπάρχει και πώς συνδέεται με τον πληθυσμό των γαλαξιών μέσα στην κατανομή της σκοτεινής ύλης θέτει έναν σημαντικό περιορισμό στα μοντέλα σχηματισμού και εξέλιξης των γαλαξιών» εξηγεί η ΜακΚλίρι.