جمعی از محققان ژاپنی و آمریکایی با موفقیت توانستند ماده تاریک اطراف کهکشان هایی متعلق به ۱۲ میلیارد سال پیش را رصد کنند.
به گزارش ایسنا به نقل از آی ای، هنگامی که دانشمندان به داده های به دست آمده از تلسکوپ هایی مانند تلسکوپ فضایی جیمز وب نگاه می کنند، در حال نگاه کردن به گذشته هستند. از آنجایی که نور با سرعت محدودی حرکت می کند، آنچه امروز می بینیم رویدادهایی هستند که میلیون ها و حتی میلیاردها سال قبل روی داده اند.
برای درک بهتر این موضوع باید گفت که نور با سرعت ۳۰۰ هزار کیلومتر بر ثانیه حرکت می کند. نوری که از یک جرم آسمانی دور از زمین ساطع می شود با توجه به مسافتی که باید برای رسیدن به کره ی ما طی کند سال ها در راه خواهد بود. ستاره ای را تصور کنید که در فاصله یک سال نوری از زمین قرار دارد. هنگامی که نور این ستاره پس از یک سال به زمین برسد ما می توانیم ستاره را همان طور که یک سال قبل بوده رصد کنیم و زمان حال آن را نمی بینیم.
اندازه گیری ماده تاریک از این هم دشوارتر است زیرا ماده تاریک (Dark matter) هیچ نوری از خود ساطع نمی کند.
بنابراین، محققان نظریه نسبیت اینشتین را مورد استفاده قرار دادند و تحریف نور کهکشان های دور را برای تعیین میزان ماده تاریک یک کهکشان در پیش زمینه اندازه گرفتند. هرچه خمش نور بیشتر باشد، مقدار ماده تاریک در کهکشان" عدسی" که باعث ایجاد این تحریف می شود نیز بیشتر است. این روش اثر هم گرایی گرانشی نام دارد. کهکشان های عدسی، دیسک هستند ولی به علت زیاد بودن غبار میان ستاره ای شکل عدسی به خود گرفته و البته زایش ستارگان در این دسته کهکشان ها زیاد است.
اجرام پرجرم آسمانی همچون سیاهچاله ها نور سایر کهکشان ها و ستاره ها را منحرف می کنند و اخترشناسان از این روش برای رصد بهتر اجرام استفاده می کنند اما این بار آنها از این اثر نه برای رصد سایر کهکشان ها بلکه برای بررسی خود ماده تاریک استفاده کرده اند.
مشکل کهکشان های دور
همان طور که به کهکشان هایی که دورتر هستند نگاه می کنیم، نوری که از آن ها می آید ضعیف تر می شود و بنابراین اثر همگرایی گرانشی ضعیف تر و تشخیص آن سخت تر می شود. دانشمندان تلاش کرده اند که از سیگنال های نوری چندین کهکشان برای حل این مشکل استفاده کنند، اما ناتوانی در تشخیص بسياري از کهکشان های دور به این معنا بوده که ماده تاریکِ متعلق به تنها هشت تا ۱۰ میلیارد سال تاکنون مورد مطالعه قرار گرفته است.
از آنجایی که جهان در حدود ۱۳.۷ میلیارد سال پیش آغاز شد، ناشناخته های زيادي در مورد زمان شروع آن و اتفاقات که پس از آن رخ داد، وجود دارد. برای درک بهتر این دوره زمانی، محققان دانشگاه ناگویا (Nagoya) و دانشگاه توکیو در ژاپن با رصدخانه نجوم ژاپن و دانشگاه پرینستون در آمريکا همکاري کردند تا از منبع متفاوتی از نور پس زمینه، یعنی امواج مایکروویو ناشی از مه بانگ استفاده کنند.
چگونه محققان به ماده تاریکی متعلق به ۱۲ میلیارد سال پیش نگاه کردند؟
در این همکاری دانشمندان از داده های نور مرئی برای شناسایی ۱.۵ میلیون کهکشان عدسی متعلق به ۱۲ میلیارد سال پیش استفاده کردند. آن ها سپس از تابش زمینه کیهانی (CMB) مه بانگ برای غلبه بر کمبود نور کهکشان هایی که حتی دورتر بودند استفاده کردند.
محققان با استفاده از داده های تشعشعات مایکروویو دریافت شده توسط ماهواره پلانک آژانس فضایی اروپا (ESA)، توانستند همگرایی امواج مایکروویو توسط این کهکشان ها را اندازه گیری کنند.
یویچی هاریکان (Yuichi Harikane)، استادیار دانشگاه توکیو، در بیانیه ای مطبوعاتی گفت: بیشتر محققان از کهکشان های مبدا برای اندازه گیری توزیع ماده تاریک از زمان حال تا هشت میلیارد سال پیش استفاده می کنند.
با این حال، ما می توانیم بیشتر به گذشته نگاه کنیم. ما از تابش های زمینه ای کیهانی دورتر برای اندازه‌گیری ماده تاریک استفاده کردیم. برای اولین بار ، ما ماده تاریک را تقریباً در اولین لحظات تشکیل کیهان اندازه گیری کردیم.
تجزیه و تحلیل اولیه نشان داد که محققان داده های کافی برای تعیین توزیع ماده تاریک داشتند و توانستند ماده تاریک متعلق به ۱۲ میلیارد سال پیش را شناسایی کنند.
کهکشان هایی که ۱.۷ میلیارد سال پس از مه بانگ ایجاد شدند، هنوز در مراحل اولیه کیهانی خود بودند. در همین زمان، اولین خوشه های کهکشانی نیز شروع به شکل شکل گیری کرده بودند. خوشه های کهکشانی از مجموع ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ کهکشان تشکیل شده اند که حاوی مقادیر زيادي ماده تاریک هستند.
تاکنون، این گروه تنها یک سوم از داده های موجود از تابش زمینه کیهانی را تجزیه و تحلیل کرده اند. تجزیه و تحلیل بیشتر به محققان اجازه می دهد تا بیشتر از این به گذشته نگاه کنند.
- 18
- 5
