* بر پایه ی پژوهش های تازه، ماده ی تاریک نزدیک خورشید به گونه ای اسرارآمیز "گم شده است".
آیا این یک ضربه ی جدی به نظریه های ماده ی تاریک است؟
دقیق ترین پژوهشی که تاکنون بر روی حرکت ستارگان درون کهکشان راه شیری انجام گرفته، هیچ مدرکی برای ماده ی تاریک در فضایی بزرگ پیرامون خورشید نشان نمی دهد. بر پایه ی نظریه هایی که به طور گسترده پذیرفته شده، انتظار می رفت فضای مجاور خورشید با ماده ی تاریک پر شده باشد؛
ماده ی تاریک ماده ی رازگونه ی نادینی است که تنها به روش غیرمستقیم و از راه نیروی گرانشی که وارد می کند می توان آن را یافت. ولی پژوهشی تازه که توسط گروهی از اخترشناسان در شیلی انجام گرفته نشان می دهد که این نظریه ها همخوانی کاملی با واقعیت های مشاهده شده ندارند. این شاید بدان معنا باشد که تلاش ها برای آشکارسازی مستقیم ذرات ماده ی تاریک روی زمین بعید است که به سرانجام پیروزمندانه ای برسد.
برداشت هنری از کهکشان راه شیری همراه با توضیح. هاله ی آبی پیرامون کهکشان، نشانگر توزیع چشمداشتی ماده ی رازگونه ی تاریک است. اندازه گیری های تازه بر پایه ی حرکت ستارگان نشان می دهد که مقدار ماده ی تاریک این منطقه در نزدیک خورشید بسیار کمتر از پیش بینی هاست و نشان می دهد که به طور کلی ماده ی تاریکِ چندانی در همسایگی ما وجود ندارد. کره ی آبی رنگی که دور جایی که خورشید است را گرفته، اندازه ی تقریبی فضایی را نشان می دهد که در پژوهش تازه بررسی شده، هر چند که شکل دقیق این فضا را نمی نمایاند.
یک گروه از ستاره شناسان با بهره از تلسکوپ 2.2 متری MPG/ESO در رصدخانه ی جنوبی اروپا در لاسیلای شیلی، به همراه دیگر تلسکوپ ها، نقشه ای از حرکت بیش از 400 ستاره تا فاصله ی 13,000 سال نوری از خورشید تهیه کردند. آن ها به کمک این داده های تازه جرم ماده در همسایگی خورشید را محاسبه کردند، در حجمی چهار برابر گسترده تر از هر آنچه تاکنون سنجیده شده بود.
رهبر گروه، کریستین مونی بیدین (Christian Moni Bidin، از بخش اخترشناسی دانشگاه کونسپسیون شیلی) می گوید: «مقدار جرمی که به دست آوردیم با آنچه در منطقه ی پیرامون خورشید می بینیم -ستارگان، غبار و گاز- همخوانی بسیار خوبی دارد. ولی هیچ جایی نیز برای ماده ی اضافی - ماده ی تاریک- که انتظارش را داشتیم باقی نمی گذارد. برآوردهای ما نشان می دهد که این ماده می بایست به روشنی در اندازه گیری هایمان دیده می شد. ولی اصلن اثری از آن نبود!»
ماده ی تاریک ماده ای رازگونه است که نمی توان آن را دید، ولی خود را به وسیله ی کشش گرانشی روی مواد پیرامونش نشان می دهد. این عنصر فراگونه در کیهان، در آغاز برای توضیح این
در نظر گرفته شده بود که چرا بخش های بیرونی کهکشان ها، از جمله راه شیری خودمان، به این سرعت می چرخند، ولی اکنون دیگر ماده ی تاریک به عنوان مولفه ای بنیادی و اساسی در نظریه‌های چگونگی شکل گیری و فرگشت کهکشان ها شناخته می شود.
با وجود این واقعیت که این ماده در برابر همه ی تلاش ها برای روشن کردن سرشتش مقاومت کرده و طبیعتش گنگ و مبهم باقی مانده، ولی امروزه به گونه ای گسترده پذیرفته شده که این مولفه ی تاریک حدود 80% جرم در کیهان را تشکیل می دهد[1]. همه‌ی کوشش هایی که تاکنون برای آشکارسازی ماده ی تاریک در آزمایشگاه های روی زمین انجام گرفته با شکست روبرو شده است.
این گروه دانشمندان با سنجش بسیار دقیق جابجایی ستارگان، به ویژه آن هایی که از صفحه ی کهکشان راه شیری دورند، توانستند با روش "پس روی" (استدلال رو به عقب، backward)، میزان ماده ی موجود را دریابند[2]. این جابجایی ها نتیجه ی کشش گرانشی دوسویه ی همه ی موادند، چه ماده ی معمولی مانند ستارگان، چه ماده ی تاریک.
مدل های کنونی اخترشناسان از چگونگی شکل گیری و گردش کهکشان ها نشان می دهند که راه شیری با هاله ای از ماده ی تاریک در بر گرفته شده. اخترشناسان نمی توانند به طور دقیق شکل این هاله را بگویند، ولی انتظار دارند مقدار چشمگیری از این ماده را در نواحی پیرامون خورشید نیز بیابند. ولی تنها شکل هایی بسیار نامحتمل برای این هاله - از جمله شکل هایی بسیار کشیده و دراز- می تواند نبودِ ماده ی تاریک در پژوهش تازه را توضیح دهد.
بنا بر پیش بینی نظریه ها، میانگین مقدار ماده ی تاریک در بخشی از کهکشان که خورشید در آن قرار دارد می بایست در محدوده‌ی 0.4 تا 1.0 کیلوگرم ماده ی تاریک در فضایی به اندازه ی کره ی زمین باشد. [ولی] پژوهش سنجش های تازه، مقدار 0.07±0.00 کیلوگرم ماده ی تاریک را در فضایی به اندازه ی زمین یافته اند.
نتایج تازه همچنین بدان معناست که بعید است تلاش ها برای آشکارسازی ماده ی تاریک روی زمین از راه کوشش برای دیدن بر هم کنش های کمیاب میان ذرات ماده ی تاریک و ماده ی "معمولی" به جایی برسد.
کریستین مونی بیدین در پایان می گوید: «با وجود این نتیجه ی تازه، چرخش کهکشان راه شیری قطعن سریع تر از آنست که تنها بتوان آن را ناشی از ماده ی دیدنی (معمولی) دانست. پس اگر ماده ی تاریک در مکان چشمداشتی ما وجود نداشته باشد، می بایست راه حلی تازه برای مساله ی جرم گمشده بیابیم. نتایج ما مدل های پذیرفته شده ی کنونی را به چالش می کشد. راز ماده ی تاریک اکنون دیگر پیچیده تر شده. کاوش های آینده، مانند ماموریت فضاپیمای Gaia متعلق به آژانس فضایی اروپا (ESA) برای گذشتن از این نقطه، حیاتی خواهند بود.»
------------------------------------
[1] نظریه های کنونی برآورد می کنند که 83% ماده ی موجود در کیهان را ماده ی تاریک تشکیل داده و 17% بقیه به شکل ماده ی معمولیست. میزان بسیار بیشتری
انرژی تاریک هم به نظر می رسد در کیهان وجود داشته باشد، ولی انتظار نمی رود اثری بر جابجایی ستارگان درون کهکشان راه شیری بگذارد.
[2] این رصدها با بهره از طیف نگار FEROS در تلسکوپ 2.2 متری MPG/ESO، دستگاه Coralie روی تلسکوپ 1.2 متری لئونهارد اولر سوییس، دستگاه MIKE روی تلسکوپ شماره ی دو ماژلان و طیف نگار Echelle روی تلسکوپ ایرنه دوپون انجام گرفت. دو تلسکوپ نخست در رصدخانه ی لاسیلای ESO و دو تای بعدی در رصدخانه ی لاس کامپاناس، هر دو در شیلی، قرار دارند. در این پژوهش، شمار کل بیش از 400 ستاره ی غول سرخ در ارتفاع های گوناگون بر فراز صفحه ی کهکشان راه شیری و در جهت قطب جنوب کهکشانی
واژه نامه:
dark matter - Sun - Earth - MPG/ESO - European Southern Observatory - La Silla Observatory - Christian Moni Bidin - gravitational attraction - plane - work backward - star - halo - ESA - Gaia - dark energy - Milky Way galaxy - FEROS - spectrograph - MPG/ESO - Coralie - Leonhard Euler Telescope - MIKE instrument on - Magellan II Telescope - Echelle Spectrograph - Irene du Pont Telescope - ESO - Las Campanas Observatory - south galactic pole - red giant
