Η φύση της σκοτεινής ύλης αποτελεί μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις της επιστημονικής κοινότητας σήμερα. Αν και αποτελεί το μεγαλύτερο κομμάτι της μάζας του Σύμπαντος, σχεδόν 80%, γνωρίζουμε πολύ λίγα για αυτήν καθώς δεν εκπέμπει ακτινοβολία όπως η κοινή (φωτεινή) ύλη. Η ύπαρξη της μπορεί να διαπιστωθεί μόνο έμμεσα από τη βαρυτική επίδραση που έχει στην φωτεινή ύλη, την οποία μπορούμε να παρατηρήσουμε.
Πρόσφατα οι αστρονόμοι έκαναν ένα ακόμη βήμα στη μελέτη της σκοτεινής ύλης. Βρήκαν ότι η κατανομή της στο Γαλαξία μας κάθε άλλο από ομοιόμορφη είναι. Κάποιες περιοχές έχουν σημαντικά μεγαλύτερη συγκέντρωση σκοτεινής ύλης από άλλες. Οι διαφορές πιστεύεται ότι οφείλονται στο Γαλαξιακό κανιβαλισμό, δηλαδή στην απορρόφηση μικρών γαλαξιών από τον δικό μας κατά την οποία η σκοτεινή και φωτεινή ύλη του μικρότερου γαλαξία σκορπίζονται στον μεσοαστρικό χώρο.
Ομάδα αστρονόμων από τη Γερμανία σε πρόσφατη δημοσίευση ανέπτυξαν ένα τρισδιάστατο δυναμικό μοντέλο του Γαλαξία μας βασισμένο σε νέες μετρήσεις υψηλής ακρίβειας των κινήσεων νεφών αερίου τα οποία ανήκουν στο δίσκο του Γαλαξία. Τα αέριο, όπως και όλα τα σώματα του Γαλαξία μας, περιστρέφεται γύρω από το κέντρο του με ταχύτητα που εξαρτάται από την κατανομή της συνολικής μάζας του Γαλαξία, φωτεινή και σκοτεινή. Οι απλές εξισώσεις της Νευτώνειας μηχανικής μπορούν με μεγάλη ακρίβεια να περιγράψουν τις αναμενόμενες κινήσεις. Στον υπολογισμό αυτό ο μόνος άγνωστος είναι η κατανομή της σκοτεινής ύλης, καθώς για τη φωτεινή ύλη γνωρίζουμε με καλή ακρίβεια πως κατανέμεται στο χώρο. Εδώ και δεκαετίες πλήθος παρατηρήσεων σε διάφορα μήκη κύματος έχουν προσδιορίσει τη δισκοειδή μορφή των αστέρων του Γαλαξία μας. Συνεπώς η μελέτη των κινήσεων των νεφών αερίου στο δίσκο του Γαλαξία είναι δυνατό να δώσει πληροφορίες για την κατανομή της σκοτεινής ύλης.
Η ομάδα των ερευνητών από τη Γερμανία ανακάλυψαν ότι σε αντίθεση με προηγούμενες μελέτες υπάρχουν περιοχές του Γαλαξιακού δίσκου όπου οι κινήσεις του αερίου αποκλίνουν σημαντικά από την απλή περιστροφή, εάν υποτεθεί ότι η σκοτεινή ύλη έχει ομαλή κατανομή. Οι παρατηρήσεις υποδεικνύουν ότι υπάρχουν δύο δακτυλίδια υψηλής συγκέντρωσης σκοτεινής ύλης που περιβάλουν το δίσκο του Γαλαξία σαν σαμπρέλες. Οι αποστάσεις τους υπολογίζονται σε 3.000 και 45.000 έτη φωτός από το κέντρο του. Το Ηλιακό μας σύστημα που απέχει περίπου 26.000 έτη φωτός από το κέντρο του Γαλαξία βρίσκεται σε περιοχή χαμηλής περιεκτικότητας σε σκοτεινή ύλη. Οι ερευνητές βρήκαν επιπλέον ενδείξεις ότι τα δαχτυλίδια είναι επίσης ανομοιόμορφα. Έχουν μεγαλύτερη πυκνότητα σε ορισμένες διευθύνσεις και μικρότερη σε άλλες.
 |
Τρισδιάστατη αναπαράσταση του δακτυλιδιού του Μονόκερου. Το μπλε χρώμα δείχνει τη γνωστή σπειροειδή μορφή του Γαλαξία μας. Το κόκκινο αντιστοιχεί στη ουρά αστεριών και σκοτεινής ύλης που αφήνει πίσω του ο νάνος γαλαξίας Canis Major καθώς τον απορροφά ο δικός μας. Οι θέσεις του Ήλιου και του Canis Major δείχνονται στο σχήμα. |
Είναι ενδιαφέρον ότι η πιο απομακρυσμένη από τις δύο σαμπρέλες σκοτεινής ύλης ταυτίζεται χωρικά με ένα παρόμοιο σχηματισμό αστέρων του Γαλαξία που ανακαλύφθηκε μόλις το 2002, γνωστό ως δακτυλίδι του Μονόκερου. Παρατηρήσεις δείχνουν ότι τα αστέρια αυτά ανήκουν στον νάνο γαλαξία Canis Major ο οποίος διαλύεται καθώς αλληλεπιδρά βαρυτικά με το δικό μας σκορπίζοντας την μάζα του, σκοτεινή και φωτεινή, κατά μήκος της τροχιάς του. Ο Canis Major έχει ήδη περάσει μερικές φορές γύρω από το Γαλαξία καθώς απορροφάται από αυτόν, αφήνοντας πίσω του μια ουρά από αστερία και, όπως δείχνει η πρόσφατη εργασία, σκοτεινή ύλη, που τον τυλίγει σαν σαμπρέλα.