سیاهچاله ها ماده معمولی را به فضاهای تهی کیهان می رانند

ما در کیهانی زندگی می کنیم که در سلطه ی ماده ای نادیدنیست، و بزرگ ترین ساختارهای کهکشانی و هر چه در آن هاست در رشته هایی انباشته شده که در لبه ی تُهیک های غول پیکر کیهانی (فضاهای پوچ) تنیده شده اند.

تاکنون پنداشته می شد که این تهیک های غول آسا تقریبا پوچ و تهی هستند ولی اکنون گروهی از دانشمندان اتریشی، آلمانی و آمریکایی به این باور رسیده اند که این فضاهای تیره می توانند تا حدود ۲۰% از ماده ی "معمولی" کیهان را در بر داشته و خود کهکشان ها تنها ۱/۵۰۰ (یک پانصدم) حجم کیهان را ساخته باشند. این گروه به رهبری دکتر مارکوس هایدر از بنیاد فیزیک و ذرات دانشگاه اینسبروک اتریش، یافته های خود را در پژوهشنامه ی تازه ای در ماهنامه ی انجمن سلطنتی اخترشناسی منتشر کردند.

پراکندگی ماده ی تاریک در مکعبی به ابعاد ۳۶۰ میلیون در ۳۶۰ میلیون در ۳۰۰ هزار سال نوری. کهکشان ها در نقاط گره کوچک، سفید و پُرچگالی جای دارند. این تصویر در اندازه ی بزرگ تر

رصدخانه ی های فضایی پیشرفته مانند کوبه، دبلیومَپ، و پلانک با نگریستن به تابش زمینه ی ریزموج کیهانی کم کم شناخت ما از ساختار و همنهش کیهان را پالوده اند. تازه ترین سنجش های آن ها نشان داده که ۴.۹% جهان هستی از ماده ی "معمولی (یعنی ماده ای که ستارگان، سیاره ها، گاز و غبار را تشکیل داده، باریون ها) درست شده، در حالی که ۲۶.۸% آن را ماده ی رازآمیز و ناپیدای "تاریک"، و ۶۸.۳% آن را جوهره ای که از آن هم اسرارآمیزتر است به نام "انرژی تاریک" تشکیل داده.

در تکمیل کار این ماهواره ها، رصدخانه های روی زمین هم با نقشه برداری از جایگاه های کهکشان ها و به طور نامستقیم، از ماده های تاریک مربوط به آن ها در حجم های بزرگ، نشان داده اند که همه ی این ها در رشته هایی جای گرفته اند که با هم یک "تار و پود کیهان" را پدید آورده اند. هایدر و گروهش این موضوع را با جزییات بیشتری بررسی کردند تا جرم و حجم این رشته ها و کهکشان های درونشان را اندازه بگیرند. آن ها در این کار از داده های پروژه ی Illustris که یک شبیه سازی گسترده از پیدایش و فرگشت کهکشان ها بود بهره جستند.

در برنامه ی Illustris یک مکعب از فضا به ضلع هایی نزدیک به ۳۵۰ میلیون سال نوری شبیه سازی شد. زمان شبیه سازی هم از هنگامی آغاز شد که تنها ۱۲ میلیون سال، یعنی جزء کوچکی از سن کنونی از زندگی کیهان می گذشت. سپس شیوه ی دگرگونی ساختار کیهان به وسیله ی گرانش و جریان ماده تا امروز دنبال شد. این شبیه سازی هم به ماده ی معمولی و هم به ماده ی تاریک می پرداخت، با در نظر گرفتن این که مهم ترین تاثیر از کشش گرانشی ماده ی تاریک سرچشمه می گرفت.

هنگامی که دانشمندان به داده ها نگاه کردند دریافتند که حدود ۵۰% از کل جرم کیهان در جاهاییست که کهکشان ها هستند و اگر همه را کنار هم بگذاریم حجمی که پر می کنند تنها ۰.۲% از جهانیست که می بینیم، و ۴۴% دیگر هم در رشته ها جای گرفته. تنها ۶% در تهیک ها جای داشتند در حالی که تهیک ها نزدیک به ۸۰% حجم کیهان را در بر گرفته اند.

همان حجم از کیهان، که این بار پراکندگی ماده ی معمولی یا باریون ها را نشان داده. تصویر بزرگ تر

ولی گروه هایدر این را هم دریافتند که به احتمال بسیار، درصد غافلگیرکننده ای از ماده ی معمولی - ۲۰% - به درون تهیک ها برده شده است. مقصر هم گویا سیاهچاله های ابرپرجرم مرکز کهکشان ها هستند. برخی از موادی که به درون این ابرسیاهچاله ها فروکشیده می شوند به انرژی تبدیل می شوند. این انرژی به گازهای پیرامون داده می شود، و به پیدایش برون‌ریزی های بزرگی از مواد می انجامد که تا صدها هزار سال نوری از سیاهچاله بیرون می زنند و بسیار فراتر از گستره ی کهکشان میزبان ادامه می یابند.

این یافته ها افزون بر این که نشان می دهند تهیک ها بیش از چیزی که پنداشته می شد ماده در خود دارند، می تواند به توضیح مساله ی باریون گمشده نیز کمک کنند؛ مساله ی باریون گمشده اینست که اخترشناسان آن مقدار ماده ای که توسط مدل ها پیش بینی شده را نمی بینند.

دکتر هایدر می گوید: «این شبیه سازی، که یکی از پیچیده ترین شبیه سازی های اجرا شده تا امروز بوده، نشان می دهد که سیاهچاله های مرکز کهکشان ها دارند به فرستادن مواد به درون متروک ترین جاهای کیهان کمک می کنند. چیزی که ما اکنون می خواهیم انجام دهیم پالایش مدلمان و تایید این یافته های آغازین است.»

اکنون در برنامه ی Illustris شبیه سازی های تازه ای در جریانست که دستاوردهایشان چند ماه دیگر آماده خواهد شد، و پژوهشگران مشتاقند ببینند آیا برای نمونه، شناخت آن ها از برون‌ریزهی سیاهچاله ها درست بوده یا نه. پاسخ هر چه باشد، دیدن مواد درون تهیک ها کار دشواری خواهد بود زیرا به احتمال فراوان این ماده بسیار تنُک (رقیق) خواهد بود و همچنین بسیار سردتر از آن که پرتوهای X بگسیلد و برای ماهواره ها دیدارپذیر شود.

-------------------------------------------------

کانال تلگرام یک ستاره در هفت آسمان:

http://telegram.me/onestar_in_sevenskies

واژه نامه:

galaxy - filament - void - Markus Haider - Institute of Astro- and Particle Physics - Monthly Notices of the Royal Astronomical Society - cosmic microwave radiation - COBE - WMAP - Planck - star - planet - baryon - dark matter - dark energy - cosmic web - Illustris - computer simulation - supermassive black hole - X-ray

منبع: sciencedaily

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان