معمای کشف‌ باستانی «تلسکوپ فضایی جیمز وب» حل شد

به گزارش ایسنا به نقل از ساینمگ، هیچ رازی حل‌نشده‌ باقی نمی‌ماند؛ به ویژه اگر یک راز کهکشانی باشد.

«تلسکوپ فضایی جیمز وب» در سپتامبر گذشته یک کهکشان باستانی بزرگ را کشف کرد. پژوهشگران عقیده داشتند این کهکشان زمانی شکل گرفته که کیهان فقط یک چهارم سن کنونی خود را داشته است. آنها در کمال تعجب دریافتند که «حلقه اینشتین»(Einstein ring) با این کهکشان مرتبط است. دلیل این است که کهکشان «JWST-ER1g» مانند یک لنز عمل می‌کند و به خم شدن نور ساطع‌شده از یک منبع دوردست می‌انجامد. سپس، این نور به صورت یک حلقه ظاهر می‌شود. این پدیده، «عدسی گرانشی قوی» نام دارد که در نظریه «نسبیت عام» اینشتین پیش‌بینی شده است.

کل جرم محصور در حلقه دو جزء دارد که عناصر ستاره‌ای و ماده تاریک هستند. «های بو یو»(Hai-Bo Yu) استاد فیزیک و ستاره‌شناسی «دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید»(UCR) گفت: اگر جرم ستاره را از جرم کل کم کنیم، جرم ماده تاریک درون حلقه را به دست می‌آوریم اما مقدار جرم ماده تاریک بیش از حد انتظار به نظر می‌رسد و این گیج‌کننده است. ما در مقاله خود، توضیحی را برای آن ارائه می‌دهیم.

«هاله ماده تاریک»(Dark matter halo) یک هاله از ماده نامرئی است که در کهکشانی مانند JWST-ER1g نفوذ کرده و آن را احاطه کرده است. اگرچه ماده تاریک هرگز در آزمایشگاه‌ها شناسایی نشده است اما فیزیکدانان مطمئن هستند ماده تاریک که ۸۵ درصد از کل ماده جهان را تشکیل می‌دهد، وجود دارد.

«دمائو کنگ»(Demao Kong) فارغ‌التحصیل دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید و سرپرست این پژوهش گفت: وقتی ماده معمولی شامل گاز و ستاره‌های بکر فرو می‌ریزد و به هاله ماده تاریک JWST-ER1g تبدیل می‌شود، ممکن است هاله را فشرده کند و تراکم بالایی را پدید بیاورد. بررسی‌های ما نشان می‌دهند که این مکانیسم می‌تواند چگالی بالای ماده تاریک JWST-ER1g را توضیح دهد. بیشتر بودن جرم ماده تاریک به شکل‌گیری چگالی بالاتر منجر می‌شود.

«داننگ یانگ»(Daneng Yang) پژوهشگر مقطع فوق دکتری دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید و یکی از پژوهشگران این پروژه گفت: JWST-ER1g که ۳.۴ میلیارد سال پس از «انفجار بزرگ» شکل گرفت، یک فرصت عالی را برای یادگیری در مورد ماده تاریک فراهم می‌کند. این کهکشان یک لنز قوی و منحصربه‌فرد است زیرا یک حلقه اینشتین کامل دارد که از آن می‌توانیم اطلاعات ارزشمندی را درباره جرم کل درون حلقه به دست بیاوریم. این یک گام حیاتی برای بررسی کردن ویژگی‌های ماده تاریک است.

تلسکوپ فضایی جیمز وب که در روز کریسمس سال ۲۰۲۱ پرتاب شد، یک رصدخانه فروسرخ در حال گردش است. این تلسکوپ که وب نیز نامیده می‌شود، برای پاسخ دادن به پرسش‌ها پیرامون جهان طراحی شده است. تلسکوپ فضایی جیمز وب بزرگ‌ترین، پیچیده‌ترین و قوی‌ترین تلسکوپ فضایی ساخته‌شده تا به امروز است.

یو گفت: تلسکوپ فضایی جیمز وب یک فرصت بی‌سابقه را برای ما فراهم می‌کند تا کهکشان‌های باستانی را مشاهده کنیم که در زمان جوانی جهان شکل گرفته‌اند. ما انتظار داریم که به زودی شاهد شگفتی‌های بیشتری از تلسکوپ فضایی جیمز وب باشیم و اطلاعات بیشتری را درباره ماده تاریک به دست بیاوریم.

این پژوهش در «The Astrophysical Journal Letters» به چاپ رسید.