شناسایی یک کهکشان بدون ماده تاریک!

عبارات مهم : تلسکوپ

به گزارش ایسنا و به نقل از اسپیس، دانشمندان دانشگاه ییل می گویند، یک کهکشان را با تقریبا هیچ ماده تاریکی کشف کرده اند.

ماده تاریک یک سطح گیج کننده از اخترفیزیک هست، ولی به طور کلی توافق شده است است که ماده تاریک جهت وجود کهکشان ها الزامی است.

شناسایی یک کهکشان بدون ماده تاریک!

این تئوری به وسیله آخرین کشف کهکشانی، یعنی کهکشان “NGC1052-DF2” که به نظر می رسد تقریبا بدون هیچ گونه شواهدی از ماده تاریک هست، آزمایش می شود.

ماده تاریک(Dark Matter) نوعی از ماده است که فرضیه وجود آن در اخترشناسی و کیهان شناسی ارائه شده است است تا پدیده هایی را توضیح دهد که به نظر می رسد ناشی از وجود میزان خاصی از جرم باشند که از جرم موجود مشاهده شده است در دنیا زیاد است.

اخترشناسان دانشگاه “ییل” آمریکا مدعی شدند یک کهکشان را شناسایی کرده‌اند که تقریبا هیچ ماده تاریکی ندارد و می‌تواند به آنها در درک فضا کمک کند. 

ماده تاریک به طور مستقیم با استفاده از تلسکوپ قابل مشاهده نیست، مشخصاً ماده تاریک نور یا سایر امواج الکترومغناطیسی را به میزان قابل توجهی جذب یا منتشر نمی کند. به بیان دیگر ماده تاریک به سادگی ماده ای است که واکنشی نسبت به نور نشان نمی دهد.

در عوض، وجود و شاخصه های ماده تاریک را می توان به طور غیرمستقیم و از طریق تاثیرات گرانشی اش بر روی ماده مرئی، تابش و ساختار بزرگ مقیاس دنیا نتیجه گرفت.

طبق داده های تیم ماموریت پلانک در سال ۲۰۱۳ و بر پایه مدل استاندارد کیهان شناسی، کل جرم-انرژی موجود در جهانِ آشنا شده است مشمول بر ۴٫۹ درصد ماده معمولی، ۲۶٫۸ درصد ماده تاریک و ۶۸٫۳ درصد انرژی تاریک تشکیل شده است است.

شناسایی یک کهکشان بدون ماده تاریک!

یعنی ماده تاریک، ۲۶٫۸ درصد کل ماده موجود در دنیا را تشکیل می دهد و انرژی تاریک و ماده تاریک روی هم رفته ۹۵٫۱ درصد از کل محتویات دنیا را تشکیل می دهند.

اخترفیزیکدانان فرضیه ماده تاریک را مطرح نمودند تا اختلاف میان جرم محاسبه شده است جهت اجرام غول پیکر آسمانی به وسیله دو روش استفاده از تاثیرات گرانشی آن ها یا استفاده از مواد درخشان درون آن ها(ستارگان، گاز، غبار) را توضیح دهند. این فرضیه نخستین بار به وسیله “یان اورت” در سال ۱۹۳۲ جهت توضیح سرعت های مداری ستارگان در کهکشان راه شیری و به وسیله فریتز زوییکی در سال ۱۹۳۳ جهت توضیح شواهد مربوط به «جرم گمشده» در سرعت های مداری کهکشان ها در خوشه های کهکشانی مطرح گردید.

اخترشناسان دانشگاه “ییل” آمریکا مدعی شدند یک کهکشان را شناسایی کرده‌اند که تقریبا هیچ ماده تاریکی ندارد و می‌تواند به آنها در درک فضا کمک کند. 

در پی آن بسیاری از مشاهدات دیگر نیز مطرح گشت که دلالت بر وجود ماده تاریک در دنیا داشتند. از جمله این مشاهدات می توان به مشاهده سرعت های چرخشی کهکشان ها به وسیله “ورا روبین” در دهه های ۶۰ تا ۷۰ میلادی، همگرایی گرانشی اجسام بعد زمینه به وسیله خوشه های کهکشانی همچون خوشه گلوله، الگوهای ناهمسانگردی دما در تابش زمینه کیهانی اشاره نمود.

کیهان شناسان توافق نظر دارند که ماده تاریک عمدتا از نوعی ذره زیراتمی ناشناخته تشکیل شده است هست. جستجو جهت یافتن این ذره با استفاده از وسایل گوناگون یکی از تلاش های مهم فیزیک ذرات بنیادی است.

شناسایی یک کهکشان بدون ماده تاریک!

اگرچه وجود ماده تاریک به طور عمومی به وسیله جامعه علمی مورد پذیرش قرار گرفته هست، ولی نظریه های جایگزینی نیز جهت گرانش ارائه شده است اند. به عنوان نمونه می توان به دینامیک نیوتنی اصلاح شده است اشاره نمود که تلاش در توضیح این مشاهدات غیرمعمولی بدون نیاز به معرفی جرم اضافی را دارند.

“پیتر ون دوکوم” از دانشگاه ییل، نویسنده مهم این مقاله در مورد این کشف گفت: یافتن یک کهکشان بدون ماده تاریک غیر منتظره هست، لیکن این ماده نامرئی و اسرارآمیز جنبه غالب وجود هر کهکشان است.

این کهکشان حدود ۶۵ میلیون سال نوری از ما فاصله و در صورت فلکی نهنگ واقع شده است است و تقریبا هم اندازه کهکشان راه شیری است.

کهکشان “NGC1052-DF2” نه تنها فاقد ماده تاریک هست، بلکه در ازای هر ۲۰۰ ستاره در کهکشان راه شیری، تنها حدود یک ستاره دارد.

در حقیقت، آنقدر نازک است که دانشمندان می توانند از میان آن به کهکشان های پشت آن نگاه کنند.

فقدان ستاره ها بدان معنی است که “NGC1052-DF2” جرم بسیار کمی دارد. این عنوان جهت کهکشان ها بسیار غیر معمول هست. معمولا کهکشانها نسبت به مواد درونشان، جرم بیشتری دارند.

“دوکوم” می گوید: جهت چند دهه تصور می شد که کهکشان ها زندگی خود را از حباب های ماده تاریک شروع می کنند و بعد از آن همه چیز اتفاق می افتد: گاز به هاله های ماده تاریک می افتد، به ستارگان تبدیل می شود، آنها به آرامی ساخته می شوند و آخر به کهکشان هایی مانند راه شیری منتهی می شوند.

وی افزود: ولی کهکشان “NGC1052-DF2” نظریات استاندارد چگونگی شکل گیری کهکشان ها را به چالش می کشد.

کشف “NGC1052-DF2” تاثیر شگرفی در مطالعات آینده در مورد ماده تاریک خواهد داشت و عدم وجود ماده تاریک، دانشمندان را در درک این که آیا در مکان های دیگر اتفاق می افتد، کمک می کند.

دانشمندان دانشگاه “ییل”، کهکشان “NGC1052-DF2” را با تلسکوپ سنجاقک (Dragonfly Telephoto Array) کشف کردند که یک ابزار سفارشی ساخته شده است جهت شناسایی اشیاء بسیار بی فروغ است.

این کهکشان پیش از این تصویربرداری شده است بود، ولی محققان در نگاه دوم متوجه شدند که این کهکشان تفاوت بسیاری با سایر کهکشان های تصویربرداری شده است دارد.

“دوکوم” توضیح داد که اگر ماده تاریک در این کهکشان وجود داشته باشد، بسیار کم هست. ستاره ها در این کهکشان می توانند تمام جرم آن را تشکیل دهند و به نظر نمی رسد جایی جهت ماده تاریک باشد.

محققان سپس جهت درک زیاد این کهکشان غیر عادی، از هر دو تلسکوپ فضایی هابل و تلسکوپ زمینی “جمنای” در هاوایی استفاده کردند.

“دوکوم” می گوید: من یک ساعت فقط به تصویر هابل خیره شده است بودم. این اتفاق بسیار نادر هست، به خاص در این روزها بعد از چند سال فعالیت هابل، شما تصویری از چیزی دریافت می کنید و می گویید من هرگز تا به حال چنین چیزی ندیده ام!

این کهکشان، شگفت انگیز هست، یک لکه غول پیکر که می توانید از درونش پشت آن را دید. به حدی نازک است که همه کهکشان های پشت آن را می توان دید و به معنای واقعی کلمه یک کهکشان است.

یافته های اخترشناسان دانشگاه “ییل” در مجله Nature انتشار یافته است.

واژه های کلیدی: تلسکوپ | تاریکی | استفاده | دانشگاه | اخبار علمی و آموزشی