توده‌های ماده تاریک شکافی در یک جریان ستاره‌ای پدید آورند!

بیگ بنگ: به نظر می‌رسد دو توده ماده‌ی تاریک با برخورد به جریانی از ستارگان در بیرون از لبه‌ی کهکشان راه شیری، پارگی‌هایی در این جریان پدید آورده‌اند. اگر این موضوع تایید شود این دو، کوچک‌ترین توده‌های ماده‌ی تاریکی خواهند بود که تاکنون شناسایی شده اند.

برداشت هنری از توده‌های ماده‌ی تاریک پیرامون کهکشانی مانند راه شیری

برداشت هنری از توده‌های ماده‌ی تاریک پیرامون کهکشانی مانند راه شیری

سرگی کوپوسوف از دانشگاه کمبریج می‌گوید: «این جریان ستاره‌ای می‌تواند به ما کمک کند برای نخستین بار چگونگی رفتار ماده‌ی تاریک در اندازه‌های کوچک را بررسی کنیم.» ماده‌ی تاریک یک جوهره‌ی نادیدنی و فراگیر است که به عنوان داربستی که ساختارهای بزرگ-مقیاس کیهان بر آن استوار شده‌اند شناخته شده است. با آنکه تاثیر گرانشی نیرومند ماده‌ی تاریک برماده‌ی معمولی دیده می‌شود، ولی تاکنون نتوانسته‌ایم خودش را به طور مستقیم ببینیم و به همین دلیل چیستی واقعی‌اش همچنان برایمان ناشناخته است.

به گمان دانشمندان، کهکشان راه شیری که حدود ۱۰۰ هزار سال نوری قطر دارد، در میان هاله‌ای از ماده‌ی تاریک که ۱۰ برابر از خودش بزرگ‌تر است جای گرفته، ولی ده‌ها هزار توده‌ی کوچک‌ترِ ماده‌ی تاریک هم وجود دارند که به دور کهکشان راه شیری در چرخشند- این توده‌ها از تکه‌های ساختمانی‌ای که هاله‌ی کهکشان ما را پدید آوردند به جا مانده‌اند.

کوپوسوف و همکارانش خوشه‌ای به نام “پالومار ۵” را بررسی کردند، یک خوشه‌ی ستاره‌ای کروی کهنسال که در دهه‌ی ۱۹۵۰ یافته شد. کهکشان ما در طول تاریخ خود با نیروی گرانشی که بر این خوشه وارد کرده آن را کش آورده و با بیرون کشیدن بخشی از ستارگانش، دنباله‌ی بلندی برای آن پدید آورده که به نام یک “جریان ستاره‌ای” شناخته می‌شود. در پژوهش تازه، نقشه‌ای با جزییات بی‌سابقه از این جریان تهیه شد که به دانشمندان امکان می‌داد آن را بزرگنمایی کرده و ویژگی‌های کوچکش را هم ببیند. آنها دو شکاف آشکار در میان این ستارگان دیدند، یکی بزرگ و دیگری کوچک.

کوپوسوف و همکارانش پس از شبیه‌سازی جنبش‌های ممکنِ ستارگان به این نتیجه رسیدند که احتمالا توده‌هایی از ماده‌ی تاریک که به گرد کهکشان راه شیری می‌چرخند و جرم هر کدام میان ۱ میلیون تا ۱۰۰ میلیون برابر خورشید است، در مسیرشان از درون این جریان ستاره‌ای گذشته‌اند و باعث شده‌اند ستارگانی از دنباله‌ی این خوشه به بیرون پرتاب شوند.

رنگ آبی: جریان ستاره‌ای به شکلی که در رصدها دیده شده. رنگ سبز: جریان ستاره‌ای بدون پارگی. رنگ سرخ: جریان ستاره‌ای که در شبیه‌سازیِ برخورد دو توده‌ی ماده‌ی تاریک به جریان ستاره‌ای معمولی به دست آمد.

رنگ آبی: جریان ستاره‌ای به شکلی که در رصدها دیده شده. رنگ سبز: جریان ستاره‌ای بدون پارگی. رنگ سرخ: جریان ستاره‌ای که در شبیه‌سازیِ برخورد دو توده‌ی ماده‌ی تاریک به جریان ستاره‌ای معمولی به دست آمد.

جرم بیشتر، سرعت کمتر

دانشمندان با بررسی پارگی‌ها می‌توانند حدود جرم و سرعت این توده‌های ماده‌ی تاریک را اندازه‌ بگیرند، و حتی شاید به سرنخ‌هایی درباره‌ی جرم ذرات سازنده‌ی ماده‌ی تاریک در آنها دست بیابند. اگر ماده‌ی تاریک بتواند چنین توده‌های کوچکی درست کند، پس ذراتی که آنها را تشکیل داده باید بسیار پرجرم‌تر و کم‌سرعت‌تر از آنچه در گذشته پنداشته می‌شد باشد. این می‌تواند پیامدهایی برای کسانی که در پی شکار آنها هستند در بر داشته باشد.

ریزا وشلر از دانشگاه استنفورد در کالیفرنیا می‌گوید: «این یک توضیح امکان‌پذیر و نتیجه‌ای بسیار جالب است. ولی تنها احتمال نیست.» به گفته‌ی کوپوسوف، چیزی که شکاف کوچک‌تر را پدید آورده، می‌توانسته یک توده‌ی فشرده‌ از گاز و غبار باشد که به نام “ابر مولکولی” شناخته می‌شود. ولی در مناطق دوردست کهکشان راه شیری، ابرهای مولکولی به آن بزرگی که بتوانند چنین پارگیِ به نسبت بزرگی پدید بیاورند پیدا نمی‌شود. در ویدئوی زیر جریان ستاره‌ای پالومار ۵ و دو گسیختگی (یکی کوچک و دیگری بزرگ) که در اثر برخورد دو توده‌ی کوچک و بزرگ ماده‌ی تاریک در آن پدید آمده، را مشاهده می کنید:

چیز دیگری که می‌توانسته این پارگی را پدید آورد میله‌ی کهکشان راه شیری است -یک ساختار بلند و کشیده که از مرکز کهکشان گذشته- و چون این جریان [به طور شانسی] در راستایش بوده، بر آن کشش وارد کرده و نقطه‌ای از آن را خالی کرده است. مدل‌ها نشان می‌دهند که این میله می‌توانسته چیزهایی پدید بیاورد که مانند گسیختگی و شکاف به نظر برسند، ولی به گفته‌ی دنیس ارکال از دانشگاه کمبریج، اینکه آیا واقعا چنین چیزی رخ داده، پرسشی‌ است که پاسخش را نمی‌دانیم: «ولی به هر حال می‌دانیم که ماده‌ی تاریک می‌تواند چنین کاری کند.» پیمایش‌های آینده با ابزارهایی مانند دستگاه طیف‌سنج انرژی تاریک نقشه‌بردار کهکشان(DESI) که قرار است در سال ۲۰۱۸ آغاز به کار کند، می‌توانند به ما در بررسی این دو نظریه یاری برسانند. جزئیات بیشتر این پژوهش در arxiv.org منتشر شده است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: newscientist.com / برگردان: ۱star-7skies

image_pdfimage_print
(10 نفر , میانگین : 5٫00 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=55911
تحریریه‌ی بیگ بنگ

تحریریه‌ی بیگ بنگ

وب سایت بیگ بنگ یک سایت علمی، تحقیقاتی میباشد که توسط تعدادی از علاقمندان به علم و دانش اداره می شود. این سایت از اواخر سال 1390 تاکنون به فعالیت خود در این حوزه ادامه داده است.

شما ممکن است این را هم بپسندید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *