روشی نوین برای ردیابی ماده تاریک
اخترشناسان با بهره از داده‌های تلسکوپ فضایی هابل روشی انقلابی برای ردیابی ماده‌ی تاریک در خوشه‌های کهکشانی ابداع کرده‌اند. این روش به اخترشناسان امکان می‌دهد تا پراکندگی ماده‌ی تاریک را دقیق‌تر از همه‌ی رو‌ش‌های گذشته "ببینند"، و این شاید بتواند برای کاوش سرشت ماده‌ی تاریک هم کارایی داشته باشد. گزارش این پژوهش در ماهنامه‌ی انجمن سلطنتی اخترشناسی منتشر شده است.
 |
| آبل اس۱۰۶۳، یکی از خوشه‌های کهکشانیِ رصد شده در برنامه‌ی "میدان‌های مرزی" هابل. جرم کلیِ خوشه، چه ماده‌ی تاریک و چه معمولی، مانند یک عدسی گرانشی رفتار کرده و شکل کهکشان‌های دورتر را دگرگون کرده است. در گذشته از این پدیده برای برآورد پراکندگیِ ماده‌ی تاریک در خوشه‌ها بهره می‌گرفتند. ولی در روشی تازه که هم دقیق‌تر و هم سریع‌تر است، از تابش درون‌خوشه‌ای (رنگ آبی) که نور ستارگانِ میانِ کهکشان‌های خوشه است و پراکندگیِ ماده‌ی تاریک را دنبال می‌کند کمک می‌گیرند. |
در چند دهه‌ی گذشته دانشمندان کوشیده‌اند به سرشت ماده‌ی تاریک، جوهره‌ای اسرارآمیز که فراوان‌ترین ماده‌ی کیهان است پی ببرند و نقشه‌ای از پراکندگی آن در کیهان پدید بیاورند. اکنون اخترشناسان استرالیایی و اسپانیایی از داده‌های برنامه‌ی "میدان‌های مرزی" هابل برای بررسی دقیقِ پراکندگی ماده‌ی تاریک کمک گرفته‌اند.
میریا مونتس از دانشگاه نیو ساوت ویلز استرالیا و نویسنده‌ی اصلی این پژوهش می‌گوید: «ما راهی برای "دیدن" ماده‌ی تاریک پیدا کرده‌ایم. ما دریافته‌ایم که تابش بسیار محو در خوشه‌های کهکشانی (تابش درون‌خوشه‌ای)، نقشه‌ای از چگونگی پراکندگی ماده‌ی تاریک را به ما نشان می‌دهد.»
تابش درون‌خوشه‌ای یکی از پیامدهای برخورد و برهم‌کنش میان کهکشان‌هاست. در این برهمکنش‌ها تک‌ستارگانی از کهکشان‌ها جدا شده و آزادانه در فضای درون خوشه شناور می‌شوند. آنها پس از جدا شدن از کهکشان خود سر از جایی در می‌آورند که بیشتر جرم خوشه -به طور عمده ماده‌ی تاریک- در آنست.
مونتس می‌گوید: «این ستارگان پراکندگی‌ای همسان با پراکندگی ماده‌ی تاریک به دست می‌آورند.» هم ماده‌ی تاریک و هم این ستارگان پرت افتاده (که تابش درون‌خوشه‌ای را پدید می‌آورند) مانند دو جزء بی‌برخورد (collisionless) رفتار کرده و توان و پتانسیل گرانشی خود خوشه را دنبال می‌کنند. بر پایه‌ی این پژوهش، تابش درون‌خوشه‌ای هم‌تراز با ماده‌ی تاریک است و پراکندگی آن را با دقتی بیشتر از همه‌ی رو‌‌ش‌هایی گذشته که از ردیاب‌های نوری بهره می‌گرفتند آشکار می‌کند.
این روش نسبت به روش پیچیده‌ی همگرایی گرانشی کارآمدتر است. روش همگرایی گرانشی هم نیاز به بازسازی دقیق عدسی گرانشی دارد و هم نیازمند طیف‌بینی‌های وقت‌گیر است. روش ارایه شده توسط مونتس تنها نیاز به تصویربرداری ژرف دارد. این بدین معناست که در یک زمانِ رصدی برابر، خوشه‌های بیشتری را می‌توان در روش مونتس بررسی کرد.
نتایج این پژوهش احتمال این که بتوانیم سرشت ماده‌ی تاریک را بررسی کنیم را مطرح می‌کند. ایگناسیو تروخیلیو از بنیاد اخترفیزیک جزایر قناری و یکی از نویسندگان این پژوهش می‌گوید: «اگر ماده‌ی تاریک با خودش برهم‌کنش داشته باشد، می‌توانیم آن را مانند شکاف‌هایی کوچک در پراکندگی ماده‌ی تاریک، در مقایسه با تابش بسیار کم‌جانِ این ستاره‌ها شناسایی کنیم.» تاکنون تنها چیزی که درباره‌ی ماده‌ی تاریک فهمیده‌ایم اینست که برهم‌کنش گرانشی -و نه هیچ برهم‌کنش دیگری- با ماده‌ی معمولی دارد. اگر پی ببریم که ماده‌ی تاریک با خودش برهم‌کنش دارد، به اندازه‌ی چشمگیری به شناخت سرشت آن نزدیک می‌شویم
مونتس و تروخیلو اکنون می‌خواهند چند خوشه‌ی دیگر از شش خوشه‌ی نخستی که هابل رصد کرده را هم بررسی کنند تا بینند روششان درست می‌ماند یا نه. یک آزمایش دیگر برای این روش، رصد و بررسی خوشه‌های کهکشانیِ دیگریست که توسط گروه‌های دیگر بررسی شده‌اند، و افزودن به مجموعه‌ی داده‌هایشان و تایید روششان است.
این دانشمندان همچنین چشم به آینده و بررسی این روش به کمک تلسکوپ‌هایی مانند جیمز وب دارند که می‌توانند با دستگاه‌های حسسمندترشان، تابش محو درون‌خوشه‌ای را در کیهان دوردست هم ببینند.
--------------------------------------------
تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:
واژه‌نامه:
NASA - ESA - Hubble Space Telescope - dark matter - galaxy cluster - Monthly Notices of the Royal Astronomical Society - Australia - Spain - Frontier Fields - Mireia Montes - University of New South Wales - intracluster light - star - collisionless - gravitational lensing - spectroscopic - Ignacio Trujillo - Instituto de Astrofísica de Canarias - James Webb Space Telescope - Abell S1063
منبع: spacetelescope
برگردان: یک ستاره در هفت آسمان
0 دیدگاه شما:
ارسال یک نظر