Μυστηριώδης ευθυγράμμιση των γαλαξιών στον ιστό του Σύμπαντος. Mysterious Alignment of Quasar Axes with Universe’s Large-Scale Structures Revealed

Η ανακάλυψη υποδηλώνει «ότι κάποιο συστατικό λείπει από τα σημερινά μοντέλα για το Σύμπαν» λένε οι ερευνητές. European astronomers using ESO’s Very Large Telescope have found that the rotation axes of quasars are parallel to each other over very long distances and tend to be aligned with the so-called large-scale structures in which the quasars reside. This artist’s impression shows the mysterious alignments between the spin axes of quasars and the large-scale structures they inhabit; these alignments are over billions of light-years and are the largest known in the Universe. Image credit: ESO / M. Kornmesser.

Κοσμικό μυστήριο: Οι μαύρες τρύπες που κρύβονται στα κέντρα μακρινών γαλαξιών περιέργως τείνουν να έχουν παράλληλους άξονες περιστροφής, ευθυγραμμισμένους με τις μεγαλύτερες δομές του Σύμπαντος. Η ανακάλυψη υποδηλώνει «ότι κάποιο συστατικό λείπει από τα σημερινά μοντέλα για το Σύμπαν» λένε οι Ευρωπαίοι ερευνητές που υπογράφουν τη μελέτη στην επιθεώρηση «Astronomy & Astrophysics».

Η ανακάλυψη

This very detailed simulation of large scale structure was created as part of the Illustris simulation. The distribution of dark matter is shown in blue and the gas distribution in orange. This simulation is for the current state of the Universe and is centered on a massive galaxy cluster. The region shown is about 300 million light-years across. Credit: Illustris Collaboration

Χρησιμοποιώντας το «Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο» (VLT) του Ευρωπαϊκού Νότιου Αστεροσκοπείου (ESO) στη Χιλή, οι ερευνητές εξέτασαν 93 κβάζαρ. Τα κβάζαρ είναι εξαιρετικά φωτεινοί γαλαξίες με δραστήριες μαύρες τρύπες στο κέντρο τους. Το υλικό που περιδινίζεται γύρω από τη μαύρη τρύπα θερμαίνεται και εκπέμπει πίδακες ακτινοβολίας πριν χαθεί για πάντα μέσα στο τέρας. Η ακτινοβολία είναι απίστευτα έντονη, πιο έντονη από τη λάμψη όλων των άστρων του γαλαξία μαζί.

Τα δεκάδες κβάζαρ που εξετάζει η μελέτη είναι διασκορπισμένα σε μια έκταση δισεκατομμυρίων ετών φωτός, την οποία βλέπουν οι αστρονόμοι όπως ήταν όταν το Σύμπαν είχε το ένα τρίτο της σημερινής του ηλικίας. Οι άξονες περιστροφής των κβάζαρ δεν μπορεί να γίνει άμεσα ορατός, ωστόσο οι ερευνητές κατάφεραν να υπολογίσουν τους προσανατολισμούς τους με έμμεσες μεθόδους που καταγράφουν τη γωνία πόλωσης του φωτός.

«Το πρώτο περίεργο που παρατηρήσαμε είναι ότι οι άξονες περιστροφής ορισμένων κβάζαρ ήταν ευθυγραμμισμένοι μεταξύ τους, παρόλο που τα κβάζαρ αυτά απέχουν μεταξύ τους δισεκατομμύρια έτη φωτός» αναφέρει ο Ντέιμιεν Χουτσεμέκερς του Πανεπιστημίου της Λιέγης στο Βέλγιο.

Οι άξονες

Biggest Structure in the Universe Explained by Karl Tate, SPACE.com Infographics Artist.

Στο επόμενο στάδιο, οι αστρονόμοι εξέτασαν το εάν οι άξονες περιστροφής είναι ευθυγραμμισμένοι όχι μόνο μεταξύ τους αλλά και με τον λεγόμενο κοσμικό ιστό, την αδρή υφή του Σύμπαντος. Οι γαλαξίες δεν είναι ομοιόμορφα κατανεμημένοι στο Σύμπαν, αν κοιτάξει κανείς σε κλίμακες της τάξης των μερικών εκατομμυρίων ετών φωτός.

Σύμφωνα με το κυρίαρχο μοντέλο της σημερινής Κοσμολογίας, οι γαλαξίες τείνουν να συγκεντρώνονται σε αχανή νήματα και «σβόλους», ανάμεσα στους οποίους υπάρχουν αχανείς, σχεδόν άδειες εκτάσεις. 

Οι νέες παρατηρήσεις δείχνουν ότι οι άξονες περιστροφής των κβάζαρ τείνουν να είναι παράλληλοι με τα κοσμικά νήματα. Με άλλα λόγια, οι άξονες εκτείνονται κατά μήκος των νημάτων. Δείτε ένα βίντεο για το εντυπωσιακό φαινόμενο:

Οι ερευνητές υπολογίζουν ότι η πιθανότητα να προέκυψε αυτή η ευθυγράμμιση από καθαρή τύχη είναι μόλις 1%. Και αυτό σημαίνει ότι η παράξενη ευθυγράμμιση των κβάζαρ ίσως έχει σημασία για τα υπολογιστικά μοντέλα των κοσμολόγων. «Ο συσχετισμός ανάμεσα στον προσανατολισμό των κβάζαρ και τις δομές στις οποίες αυτά ανήκουν είναι μια σημαντική πρόβλεψη των αριθμητικών μοντέλων για την εξέλιξη του Σύμπαντος» εξηγεί ο Ντομινίκ Σλους του Πανεπιστημίου της Λιέγης, επίσης μέλος της ερευνητικής ομάδας.

Παραδέχεται ωστόσο ότι το φαινόμενο παραμένει δυσεξήγητο. Όπως επισημαίνει, «οι ευθυγραμμίσεις στα νέα δεδομένα μας, σε κλίμακες μεγαλύτερες από ό,τι οι προβλέψεις των προσομοιώσεων, ίσως αποτελούν ένδειξη ενός συστατικού που λείπει από τα σημερινά μοντέλα για τον Κόσμο».