Με πολύτιμο βοηθό το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, οι επιστήμονες δημιούργησαν τον πιο λεπτομερή, έως σήμερα, κοσμικό χάρτη της μυστηριώδους ουσίας που ονομάζεται σκοτεινή ύλη.

Η συνηθισμένη ύλη που αποτελείται από τα αστέρια, τους πλανήτες, τους ανθρώπους και όλα τα άλλα που μπορούμε να δει το ανθρώπινο μάτι αντιστοιχεί σε μόλις το 15% της συνολικής ύλης στον κόσμο. Το υπόλοιπο είναι σκοτεινή ύλη, η οποία δεν εκπέμπει ούτε αντανακλά φως ούτε είναι ορατή στο ανθρώπινο μάτι και στα τηλεσκόπια.

Οι επιστήμονες απλώς συμπεραίνουν την ύπαρξή της με βάση τις βαρυτικές επιδράσεις που ασκεί σε μεγάλη κλίμακα – όπως η ταχύτητα περιστροφής των γαλαξιών, ο τρόπος με τον οποίο συγκρατούνται μεταξύ τους και ο τρόπος με τον οποίο το φως από μακρινά αντικείμενα παραμορφώνεται καθώς διέρχεται από τεράστιες κοσμικές δομές.

Ο νέος χάρτης της κατανομής της σκοτεινής ύλης βασίστηκε σε αυτό ακριβώς το φαινόμενο, της κάμψης του φωτός –που προκαλεί λεπτές παραμορφώσεις στο σχήμα περίπου 250.000 μακρινών γαλαξιών, όπως παρατηρήθηκε από το Webb– χάρη στις βαρυτικές επιδράσεις της ύλης κατά μήκος της οπτικής γραμμής.

Προηγούμενη χαρτογράφηση της σκοτεινής ύλης βασιζόταν σε παρατηρήσεις από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Ο νέος χάρτης, χάρη στις μακράν μεγαλύτερες δυνατότητες του Webb, προσφέρει διπλάσια ανάλυση σε σχέση με τον προηγούμενο και καλύπτει μεγαλύτερες εκτάσεις σε χώρο και χρόνο, φτάνοντας έως και 8-10 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, περίοδο «κλειδί» για τη γέννηση των γαλαξιών.

«Αυτό μας επιτρέπει να αναλύσουμε λεπτομερέστερα τις δομές της σκοτεινής ύλης, να εντοπίσουμε έως σήμερα αθέατες συγκεντρώσεις μάζας και να επεκτείνουμε τη χαρτογράφηση σε πιο πρώιμες εποχές του Διαστήματος», εξηγεί η κοσμολόγος Ντιάνα Σκονιαμίλια του Jet Propulsion Laboratory της NASA στην Καλιφόρνια, επικεφαλής της έρευνας που δημοσιεύθηκε χθες, Δευτέρα, στο περιοδικό Nature Astronomy.

Ο χάρτης αποκαλύπτει με πρωτοφανή διαύγεια νέες λεπτομέρειες από τη μακροδομή του Διαστήματος που ονομάζεται κοσμικός ιστός – δηλαδή, τις συστάδες των γαλαξιών, τα τεράστια νήματα από σκοτεινή ύλη κατά μήκος των οποίων κατανέμονται γαλαξίες και αέρια, καθώς και περιοχές με μικρότερη πυκνότητα μάζας.

Το Webb, ένα υπέρυθρο τηλεσκόπιο με περίπου έξι φορές μεγαλύτερη ικανότητα συλλογής φωτός από το Hubble, εκτοξεύθηκε το 2021 και τέθηκε σε λειτουργία το 2022.

«Με το James Webb είναι σαν να κοιτάς το Σύμπαν με νέα γυαλιά», σημειώνει η Σκονιαμίλιο. «Βλέπει πιο αμυδρούς και πιο απομακρυσμένους γαλαξίες με πολύ μεγαλύτερη λεπτομέρεια από ποτέ. Αυτό μας δίνει ουσιαστικά ένα πολύ πυκνότερο πλέγμα γαλαξιών με το οποίο μπορούμε να εργαστούμε, που είναι ακριβώς αυτό που θέλουμε για αυτού του είδους τη μελέτη. Περισσότεροι γαλαξίες και πιο ευκρινείς εικόνες μεταφράζονται άμεσα σε έναν πιο ευκρινή χάρτη της σκοτεινής ύλης».

Ο χάρτης καλύπτει ένα τμήμα του ουρανού που ονομάζεται Cosmic Evolution Survey (COSMOS) και βρίσκεται στην κατεύθυνση του αστερισμού Sextans. Σύμφωνα με τους ερευνητές, ο χάρτης θα διευκολύνει με πολλούς τρόπους τις μελλοντικές έρευνες του Σύμπαντος.

«Για παράδειγμα, ένα σημαντικό ερώτημα στην αστροφυσική είναι πώς οι γαλαξίες μεγαλώνουν και εξελίσσονται με την πάροδο του χρόνου – πώς το Σύμπαν μετατράπηκε από μια σχεδόν τέλεια ομοιογενή σούπα στην εντυπωσιακή ποικιλία γαλαξιών που βλέπουμε σήμερα», δήλωσε η κοσμολόγος παρατηρητής και συν-συγγραφέας της μελέτης Jacqueline McCleary από το Northeastern University στη Βοστώνη.