ماده گمشدۀ کیهان کجاست؟

2
138

بیگ بنگ: اخترشناسان با استفاده از رصدخانه فضایی پرتو ایکس نیوتن متعلق به آژانس فضایی اروپا، هاله‌­های پر از گاز در اطراف کهکشان­ها را به­ منظور یافتن ماده «گمشده» که گمان می­ رود در آنجا باشد را مورد بررسی قرار دادند، اما آنها با دستان خالی برگشتند – پس این مادۀ گمشده کجاست؟

جستجو در هاله­‌های کهکشانی برای ماده گمشده

به گزارش بیگ بنگ، تمام ماده در کیهان در شکل ماده عادی یا ماده تاریک ِ نامرئی توصیف می شود، که دومی در حدود شش برابر بیشتر است. جالب اینکه کهکشان‌های نزدیکی که در سال­های اخیر توسط دانشمندان مورد بررسی قرار گرفته‌­اند حاوی مقدار ماده عادی سه برابر کمتر از آنی که مورد انتظار بود، می­باشند، که این مقدار در کهکشان راه شیری خودمان کمتر از نصف مقدار مورد انتظار است.

ژیانگ­تائو لی از دانشگاه میشیگان ایالات متحده آمریکا و نویسنده اصلی مقاله، گفت: «برای مدت­ها این موضوع به­ صورت راز می باشد و دانشمندان تلاش زیادی برای جستجوی این ماده گمشده کرده­‌اند. چرا در کهکشان­ها وجود ندارد – یا در آنجاست و فقط ما آن را نمی­ بینیم؟ اگر وجود دارد، کجاست؟ مهم است که این معما و پازل را حل کنیم، زیرا یکی از بخش‌­های نامشخص در هر دو مدل کیهان اولیه و نحوه شکل­‌گیری کهکشان­هاست.»

محققان بر این باورند که ب­جای اینکه این ماده درون توده اصلی کهکشان که بصورت اپتیکی قابل مشاهده است، باشد، ممکن است درون ناحیه­‌ای با گاز داغ که برای تشکیل هالۀ کهکشانی به خارج از فضا کشیده می­ شود، باشد. این هاله­‌های کروی داغ از قبل مشخص بودند، اما بسیار ضعیف بوده به­ طوریکه مشاهده دقیق و با جزئیات آن مشکل می ­باشد – انتشار اشعه ایکس آن از بین رفته و از تابش پس‌­زمینه غیرقابل تشخیص می­باشند. اغلب، دانشمندان فواصل کمی در این منطقه را مشاهده کرده و یافته­‌هایشان را استخراج می­ کنند که این می­تواند منجر به نتایج نامشخص و متفاوتی شود. ژیانگ­تائو و همکارانش می­خواستند با استفاده از رصدخانه فضایی نیوتن، گازهای داغ را در فواصل بزرگتری اندازه‌­گیری کنند. آنها به ۶ کهکشان مارپیچی مشابه نگاه کرده و داده­‌ها را برای ایجاد کهکشانی با خصوصیات متوسط، ترکیب کردند.

ژوئل برگمن، دیگر نویسنده از دانشگاه میشیگان افزود: «با انجام این کار، سیگنال کهکشان قوی­‌تر شده و پس‌­زمینه اشعه ایکس بهتر رفتار می­ کند. پس از آن قادر به دیدن انتشار اشعه ایکس حدود سه برابر بیشتر از آنچه در یک کهکشان مشاهده می­شود بودیم، که این سبب می­ شود یافته­‌هایمان دقیق‌­تر و واقعی‌­تر باشند. کهکشان‌های مارپیچ عظیم و منفرد بهترین شانس را برای جستجوی مواد گمشده بدست می­دهند. آنها به اندازه‌­ای بزرگ هستند تا گاز را به دمای میلیو­ن‌ها درجه برسانند و سبب انتشار اشعه ایکس شوند، و بطور عمده از ورود دیگر مواد ناشی از تشکیل ستاره و یا اندرکنش با دیگر کهکشان­ها جلوگیری کنند.

هنوز هم گمشده

نتایج این تیم نشان می دهد که رصد هالۀ اطراف کهکشان­ها، نمی­تواند شامل همۀ ماده گمشده باشند. علیرغم استخراج نزدیک به ۳۰ برابر شعاع کهکشان راه شیری، نزدیک به سه­ چهارم ماده مورد انتظار هنوز هم گمشده می­ باشد.

دو نظریه جایگزین اصلی وجود دارد که «ماده گمشده» می­تواند در آنجا باشد: یا در فاز گازی دیگری ذخیره شده که مشاهدۀ آن ضعیف و ناممکن بوده –شاید یک فاز داغ­‌تر و ضعیف­‌تر و یا یکی فاز سرد­تر و چگال­‌تر –  یا در درون فضایی فشرده قرار دارد که مشاهدات ِ ما آن را در برنگرفته یا تشخیص انتشار پرتو ایکس، بسیار ضعیف می باشد. در هر صورت، از آنجا که کهکشان­ها به اندازۀ کافی “ماده گمشده” ندارند، ممکن است آن را به داخل فضا پرت کرده، و یا شاید توسط تزریق انرژی ناشی از ستارگان منفجر شده یا سیاه­چاله‌­های فوق­‌عظیم از مکان اولیه خود رانده شده باشند.

نوربرت شارتل، از محققان پروژه پرتو ایکس نیوتن گفت: «این کار برای کمک به ایجاد مدل­‌های واقعی­‌تری از کهکشان مهم است و به نوبه خود ما را در درک شکل­‌گیری کهکشان­ها و تکامل آنها کمک می­ کند. این نوع از یافته‌­ها بدون حساسیت باورنکردنی تلسکوپ نیوتن به­ سادگی امکان­پذیر نمی­باشد. در آینده، دانشمندان می­توانند کهکشان‌های بیشتری را به نمونه­‌های مورد مطالعه ما اضافه کنند و با استفاده از تلسکوپ نیوتن در کنار دیگر رصدخانه‌­های با انرژی بالا، همچون تلسکوپ پیشرفته برای اخترفیزیک انرژی­‌های بالا (در آینده نزدیک – مربوط به آژانس فضایی اروپا)، آتنا، این تحقیق را در قسمت‌­های با چگالی کم در لبه­‌های خارجی کهکشان توسعه داده، همانگونه که ما به حل کردن راز ماده گمشده جهان ادامه می­ دهیم.»

ترجمه: سوران زوراسنا/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: phys.org


2 دیدگاه ها

دیدگاهتان را بنویسید

Please enter your comment!
Please enter your name here

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.