Το μυστήριο του χαμένου υδρογόνου: η φαινομενική απουσία του από μακρινούς γαλαξίες είναι ένα αίνιγμα για τους αστρονόμους


Αποτέλεσμα εικόνας για Το μυστήριο του χαμένου υδρογόνουΗ ανακάλυψη της φαινόμενης απουσίας του υδρογόνου από μακρινούς γαλαξίες – κβάζαρ, από μια ομάδα αστρονόμων της Αυστραλίας, είναι αινιγματική, γιατί το αέριο υδρογόνο είναι το πιο κοινό συστατικό της κανονικής ύλης στο Σύμπαν. Το υδρογόνο είναι το πιο άφθονο στοιχείο από τις απαρχές του σύμπαντος, επειδή δεν είχε ακόμα καταναλωθεί σχηματίζοντας όλα τα αστέρια και τους γαλαξίες που γνωρίζουμε μέχρι σήμερα.
Ο Steve Curran και οι συνάδελφοι του στο Πανεπιστήμιο της Νέας Νότιας Ουαλίας έκαναν τις παρατηρήσεις τους με το Ράδιο Τηλεσκόπιο Giant Metrewave στην Ινδία, που αποτελείται από 30 δίσκους διαμέτρου 45 μέτρων και είναι ένα από τα πιο ευαίσθητα ραδιοτηλεσκόπια του κόσμου. 
Τα αποτελέσματα θα δημοσιευθούν στο Monthly Notices της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας. Παρατηρώντας γαλαξίες – κβάζαρ – που το φως τους ήθελε 11,5 δισεκατομμύρια χρόνια για να φτάσει μέχρι εδώ, οι ερευνητές βρήκαν μια φαινομενική έλλειψη υδρογόνου όταν το σύμπαν ήταν ηλικίας μόνο δύο δισεκατομμυρίων ετών – πολύ πριν γίνει ο Ήλιος μας και τα περισσότερα αστέρια που βλέπουμε σήμερα.

Τα άστρα σχηματίζονται όταν εξαιρετικά ψυχρά νέφη υδρογόνου καταρρέουν κάτω υπό το δικό τους βάρος μέχρι να γίνει αρκετά πυκνό για να προκληθεί ανάφλεξη της πυρηνικής σύντηξης. Για πολλά δισεκατομμύρια χρόνια, η διαδικασία αυτή έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό των βαρύτερων στοιχείων που συνθέτουν τους πλανήτες, τους ανθρώπους και την άλλη ύλη. Κάθε γαλαξίας θα πρέπει να περιλαμβάνει αέριες μάζες ισοδύναμες με αρκετά δισεκατομμύρια αστέρια, όπως στον Γαλαξία μας. “Επειδή το υδρογόνο καταναλώνεται για το σχηματισμό των αστέρων, περιμένουμε να υπάρχει περισσότερο αέριο υδρογόνο στο μακρινό, και, ως εκ τούτου, στο πρώιμο σύμπαν καθώς όλα τα αστέρια που βλέπουμε σήμερα δεν είχαν ακόμη σχηματιστεί,” λέει ο Curran.
Η ομάδα του ανέλυσε τα δεδομένα από οπτικά τηλεσκόπια και διαπίστωσε ότι, αν και η φαινόμενη ισχνή ακτινοβολία τους οφείλεται στις τεράστιες αποστάσεις, οι μακρινοί γαλαξίες πραγματικά εκπέμπουν τεράστιες ποσότητες ενέργειας. Η ενέργεια αυτή οφείλεται στην τριβή του υλικού που πλησιάζει με σπειροειδείς τροχιές και με ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός τη μαύρη τρύπα,  που κρύβεται μέσα στην καρδιά του κάθε γαλαξία. Αυτά τα “κβάζαρ” όπως λέγονται παρατηρούνται σε ολόκληρο τον ουρανό αλλά κυρίως συναντώνται στις απαρχές του σύμπαντος.

“Σε μια τέτοια απόσταση, μόνο τα πιο φωτεινά οπτικά αντικείμενα είναι γνωστά,” λέει ο Curran. “Η έντονη ακτινοβολία από την ύλη που συσσωρεύεται γύρω από τη μαύρη τρύπα σε αυτά τα κβάζαρ είναι ακραία και πιστεύουμε ότι αυτή η ακτινοβολία απομακρύνει τα ηλεκτρόνια από τα άτομα, καταστρέφοντας έτσι το αέριο υδρογόνο.” Το γεγονός αυτό θα έκανε το αέριο μια σούπα με ελεύθερα φορτισμένα σωματίδια, γνωστό ως “πλάσμα”, το οποίο δεν μπορεί να ανιχνευθεί στις ραδιοσυχνότητες που χρησιμοποιήθηκαν. “Η έρευνα για το ουδέτερο υδρογόνο στους γαλαξίες που φιλοξενούν κβάζαρ σε τέτοιες αποστάσεις φτάνουν τα τρέχοντα ραδιοτηλεσκόπια στα όριά τους,” λέει ο Δρ Curran. “Με την επόμενη γενιά ραδιοτηλεσκοπίων όπως το αυστραλιανό Square Kilometre Array Pathfinder, ίσως να μπορούμε να εξετάσουμε πολύ καλύτερα το βαθύ διάστημα ώστε να βρούμε πόσο ιονισμένο αέριο υπάρχει. “Εν τω μεταξύ, αστρονόμοι θα αναζητήσουν για πηγές ραδιοφωνικών εκπομπών με τις οποίες δεν έχουμε καμία οπτική επαφή. Η εκπομπή αυτή μας πληροφορεί ότι κάτι αόρατο για τα οπτικά τηλεσκόπια υπάρχει εκεί. Τέτοιοι γαλαξίες θα φιλοξενούν πιο ήπιους κβάζαρ στους οποίους μπορούμε να ανιχνεύσουμε το ουδέτερο αέριο.”

Πηγή: ScienceDaily