SMILE: Χρησιμοποιώντας βαρυτικούς φακούς για τη διάκριση μεταξύ μοντέλων σκοτεινής ύλης

Ένα από τα πιο συναρπαστικά μυστήρια τόσο στην κοσμολογία όσο και στη σωματιδιακή φυσική είναι η φύση της Σκοτεινής Ύλης (ΣΥ). Διερευνούμε αυτό το πρόβλημα χρησιμοποιώντας το φαινόμενου του ισχυρού βαρυτικού φακού σε ενεργούς γαλαξίες στις ελάχιστα εξερευνημένες κλίμακες γωνιών του χιλιοστού του δευτερολέπτου της μοίρας, εξ'ου και ο όρος milli-φακός. Οι εικόνες με βαρυτικούς φακούς αυτού του πολύ μικρού μεγέθους ανιχνεύουν συστήματα όπου ο φακός είναι ένα υπερμεγέθες συμπαγές αντικείμενο, δηλαδή ένα συμπαγές αντικείμενο με μάζα στην περιοχή από 10⁶ έως 10⁹ ηλιακές μάζες. Συμπαγή αντικείμενα σε αυτό το εύρος μάζας θα μπορούσε να είναι i) μια άλως ΣΥ με μάζα μικρότερη από την τυπική ενός γαλαξία (είτε στο περιβάλλον μιας γαλαξιακής άλω ή στο πεδίο), ii) αρχέγονες μελανές οπές, που θεωρούνται επίσης εναλλακτικές υποψήφιες για τα σωματίδια ΣΥ, (iii) υπερμεγέθεις μελανές οπές σε πυρήνες γαλαξιών.

Ο πιο άμεσος τρόπος για να εξερευνήσουμε αυτές τις μικρές γωνιακές κλίμακες είναι μέσω της υψηλής ανάλυσης που μας προσφέρει σε ραδιοφωνικά μήκη κύματος η τεχνική συμβολομετρίας πολύ μεγάλης κλίμακας - Very Long Baseline Interferometry (VLBI). Θα αναζητήσουμε milli-φακούς χρησιμοποιώντας δεδομένα VLBI ενός πλήρους και μεγάλου δείγματος ραδιοφωνικών ενεργών γαλαξιών (~ 5000 πηγές), προκειμένου να εκτιμηθεί ο αριθμός των υπερμεγέθων συμπαγών αντικειμένων στο σύμπαν. Μια τέτοια εκτίμηση θα βοηθήσει στη διάκριση μεταξύ διαφορετικών μοντέλων ΣΥ που προβλέπουν διαφορετικούς αριθμούς και προφίλ πυκνότητας για μια άλω ΣΥ σε υπογαλαξιακές κλίμακες.

Το έργο SMILE διευθύνεται από την Δρ. Carolina Casadio και υποστηρίζεται από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Έρευνας.