Μία μυστηριώδης σκοτεινή ύλη κοντά στο ηλιακό μας σύστημα

Ένα επιστημονικό όργανο της NASA, αερομεταφερόμενο σε ένα μπαλόνι ηλίου για πειράματα, πολλά χιλιόμετρα πάνω από την Ανταρκτική, ανακάλυψε ενδείξεις για την ύπαρξη μιας πιθανής μεγάλης μάζας μυστηριώδους σκοτεινής ύλης σχετικά κοντά στο ηλιακό μας σύστημα, σύμφωνα με το πρακτορείο Ρόιτερ και την ηλεκτρονική υπηρεσία New Scientist.

Η σχετική επιστημονική εργασία από τον καθηγητή φυσικής του πανεπιστημίου της Λουιζιάνα των ΗΠΑ Τζον Γουέφελ, δημοσιεύεται στο περιοδικό Νature.Τo όργανο ανίχνευσε μια απρόσμενη και εντυπωσιακά μεγάλη ποσότητα ηλεκτρονίων κοσμικής ακτινοβολίας πολύ υψηλής ενέργειας (300 έως 800 GeV), που προέρχονται από μια άγνωστη πηγή σε απόσταση περίπου 3.000 ετών φωτός από το ηλιακό σύστημα (ένα έτος φωτός ισούται με 10 τρισ. χλμ).

Mια πιθανή εξήγηση, σύμφωνα με τον ερευνητή, είναι ότι τα ηλεκτρόνια πηγάζουν από τη σύγκρουση σωματιδίων σκοτεινής ύλης μεταξύ τους, η οποία οδηγεί στην αμοιβαία καταστροφή τους. Η εξαφάνιση των «εξωτικών» σωματιδίων σκοτεινής ύλης (των λεγόμενων και «σωματιδίων Kaluza Klein») εκτιμάται από τους επιστήμονες ότι παράγει κανονικά σωματίδια, όπως ηλεκτρόνια, ποζιτρόνια, πρωτόνια και αντιπρωτόνια, που είναι παρατηρήσιμα. Αυτό το είδος σωματιδίων σκοτεινής ύλης ανήκει στην κατηγορία των σωματιδίων WIMP, ενός από τα κατ’ εξοχήν υποψήφια ως συστατικά της σκοτεινής ύλης, τα οποία βασίζονται σε θεωρίες ότι το σύμπαν έχει έξτρα διαστάσεις.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι το 25% περίπου του σύμπαντος αποτελείται από σκοτεινή ύλη, η οποία αντιδρά στη βαρύτητα όπως και η κανονική ύλη που είναι μόλις το 5%, ενώ το υπόλοιπο 70% είναι η ακόμα πιο μυστηριώδης σκοτεινή ενέργεια, που πιθανώς «εξαναγκάζει» το σύμπαν να επεκτείνεται με αυξανόμενο ρυθμό. Αν και η σκοτεινή ύλη θεωρείται ότι είναι διάχυτη στο σύμπαν, είναι αόρατη και δυσνόητη για τους επιστήμονες, που προσπαθούν εδώ και χρόνια να βρουν απτά στοιχεία για την ύπαρξή της - κάτι που πιθανώς πέτυχε η έρευνα πάνω από την Ανταρκτική. Σύμφωνα με τον Γουέφελ, «αυτή μπορεί να είναι η πρώτη έμμεση ανίχνευση της αυτοκαταστροφής των σωματιδίων σκοτεινής ύλης».

Η μεγάλη ποσότητα των εκπεμπόμενων ηλεκτρονίων, σύμφωνα με τους επιστήμονες, θα μπορούσε πάντως να προέρχεται από πιο συμβατικές πηγές, όπως ένα γρήγορα περιστρεφόμενο άστρο νετρονίων («πάλσαρ»), μια μεσαίου μεγέθους μαύρη τρύπα ή τα απομεινάρια της έκρηξης ενός άστρου σουπερνόβα. Όμως η ομάδα του Γουέφελ δεν κατόρθωσε μέχρι στιγμής να συσχετίσει την παρατηρηθείσα εκπομπή ηλεκτρονίων με την εύρεση μιας τέτοιας εναλλακτικής πηγής ακτινοβολίας, ενώ ο Γουέφελ δήλωσε ότι, λόγω της τόσο υψηλής ενέργειας που ανιχνεύθηκε (300 - 800 GeV), «δεν υπάρχει τίποτε γνωστό στη φυσική υψηλής ενέργειας ή στην αστροφυσική που να συμβαίνει σε αυτή την ενεργειακή γκάμα».

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η σκοτεινή ύλη, αν και κατανέμεται σχετικά ομοιόμορφα στο σύμπαν, έχει την τάση επίσης να συγκεντρώνεται πιο μαζικά γύρω από τις συγκεκντρώσεις της κανονικής ύλης, όπως είναι οι γαλαξίες, λόγω της βαρυτικής έλξης των τελευταίων. Τα ηλεκτρόνια που ανίχνευσε το επιστημονικό όργανο, μπορεί ακριβώς να προέρχονται από μια τέτοια συγκέντρωση σκοτεινής ύλης σε μια πηγή (γαλαξία) σχετικά κοντά -σε αστρονομικούς όρους- με το δικό μας ηλιακό σύστημα.

Το 2007 οι «κυνηγοί» της σκοτεινής ύλης είχαν μια άλλη πιθανή επιτυχία: ο δορυφόρος WMAP της NASA ανίχνευσε μια μεγάλη ποσότητα μικροκυμάτων με προέλευση το κέντρο του γαλαξία μας, η οποία επίσης θεωρήθηκε ότι προερχόταν από συγκρούσεις σωματιδίων σκοτεινής ύλης (όμως το πείραμα της Ανταρκτικής ανίχνευσε 200 φορές περισσότερη εν δυνάμει σκοτεινή ύλη σε σχέση με την εκπομπή από το γαλαξιακό κέντρο). Πριν λίγους μήνες εξάλλου, μια άλλη επιστημονική ομάδα ανακοίνωσε ότι βρήκε ενδείξεις σκοτεινής ύλης με τη βοήθεια του ανιχνευτή "Pamela". Τέλος, το νέο διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων γάμμα "Φέρμι" άρχισε να ψάχνει για πιθανές πηγές σκοτεινής ύλης.

Ακόμα και αν η ανακάλυψη πάνω από την Ανταρκτική αποδειχθεί τελικά ότι δεν αφορά σκοτεινή ύλη, έχει τη σημασία της, σύμφωνα με τον καθηγητή αστροφυσικής του πανεπιστημίου του Εδιμβούργου Άντι Τέηλορ, γιατί οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμα κατανοήσει τι είναι αυτό επιταχύνει τα ηλεκτρόνια και τα άλλα φορτισμένα σωματίδια στο σύμπαν, δημιουργώντας το αίνιγμα της κοσμικής ακτινοβολίας υψηλής ενέργειας, ένα μυστήριο διαφορετικό από αυτό της σκοτεινής ύλης, που επίσης χρήζει εξήγησης.