کهکشان هایی که ماده تاریک را به چالش می کشند!

کهکشان هایی که ماده تاریک را به چالش می کشند!

راستابلاگ: به گزارش راستابلاگ، پژوهشی که در «دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس» انجام شده است، نشان داده است شاید دانشمندان مجبور باشند کاملا در نظریه های خود در رابطه با ماده تاریک تجدید نظر کنند.


به گزارش راستابلاگ به نقل از ایسنا، تصور می شود کهکشان های اولیه زمانی شکل گرفته اند که نیروی گرانشی ماده تاریک به آرامی از هیدروژن و هلیوم کافی برای مشتعل کردن ستارگان جذب بهره برده است اما یک پژوهش جدید به سرپرستی اخترفیزیک دانان «دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس»(UCLA) نشان داده است که بعد از وقوع «انفجار بزرگ»، هیدروژن و گاز هلیوم با سرعت های بسیار بالا از توده های متراکم و متحرک ماده تاریک سرد منعکس شده اند. هنگامی که گاز در هزاران سال بعد سقوط کرد، ستاره ها یک باره شکل گرفتند و کهکشان های کوچک و فوق العاده درخشان را ایجاد کردند.
به نقل از میراژ نیوز، اگر مدلهای ماده تاریک سرد درست باشند، «تلسکوپ فضایی جیمز وب» باید بتواند تکه هایی از کهکشان های درخشان را در کیهان اولیه بیابد و به صورت بالقوه نخستین آزمایش مؤثر را برای نظریه های ماده تاریک عرضه نماید. اگر این طور نباشد، دانشمندان باید به بررسی ماده تاریک برگردند.
تلسکوپ فضایی جیمز وب ظرف یک سال و نیم گذشته، تصاویر حیرت انگیزی را از کهکشان های دوردست ثبت کرده است که مدت کوتاهی بعد از انفجار بزرگ شکل گرفته اند. این عکس ها نخستین نگاه های اجمالی جیمز وب را از جهان نوزاد به دانشمندان نشان می دهند. حالا، گروهی از اخترفیزیک دانان این مورد را مطرح کرده اند که کوچک ترین و درخشان ترین کهکشان ها را باید در نزدیکی زمان آغاز آنها یافت. در غیر این صورت، دانشمندان باید کاملا در نظریه های خود در رابطه با ماده تاریک تجدید نظر کنند.
این گروه پژوهشی، شبیه سازی هایی را اجرا کردند که شکل گیری کهکشان های کوچک را بعد از انفجار بزرگ دنبال می کنند و برای نخستین بار به بررسی تعامل بین گاز و ماده تاریک می پردازند که پیش تر نادیده گرفته شده بود. آنها دریافتند که کهکشان های بسیار کوچک ایجادشده، بسیار درخشان تر و سریع تر از شبیه سازی های معمولی هستند که این فعل و انفعالات را در نظر نمی گیرند و در عوض، کهکشان های خیلی کم نورتر را آشکار می کنند.
کهکشان های کوچک که کهکشان های کوتوله هم نامیده می شوند، در سراسر کیهان وجود دارند و اغلب تصور می شود که قدیمی ترین نوع کهکشان را نشان می دهند. بنابراین، کهکشان های کوتوله بخصوص برای دانشمندانی جالب هستند که منشاء جهان را مطالعه می کنند اما کهکشان های کوچکی که دانشمندان می یابند، همیشه با آن چه تصور می شود مطابقت ندارند. نزدیک ترین نمونه های آنها به راه شیری، سریع تر می چرخند یا به اندازه شبیه سازی ها متراکم نیستند. این نشان داده است که مدلها امکان دارد چیزی را مانند این فعل و انفعالات گاز و ماده تاریک حذف کرده باشند.
این پژوهش جدید، شبیه سازی ها را به واسطه افزودن تعامل ماده تاریک با گاز بهبود می بخشد و نشان داده است که این کهکشان های کم نور امکان دارد در اوایل تاریخ کیهان و زمانیکه تازه آغاز به شکل گیری کردند، بسیار درخشان تر از حد انتظار بوده باشند. این گروه پژوهشی معتقدند که دانشمندان باید تلاش کنند تا با استفاده از تلسکوپ هایی مانند تلسکوپ فضایی جیمز وب، کهکشان های کوچکی را پیدا کنند که بسیار روشن تر از حد انتظار هستند. اگر دانشمندان فقط کهکشان های کم رنگ را پیدا کنند، امکان دارد بعضی از ایده های آنها در مورد ماده تاریک اشتباه باشد.
ماده تاریک نوعی ماده فرضی است که با الکترومغناطیس یا نور تعامل ندارد. بنابراین، مشاهده کردن آن با استفاده از تجهیزات نوری، الکتریسیته یا مغناطیس غیر ممکن است اما ماده تاریک با گرانش تعامل دارد و حضور آن از اثرات گرانشی آن بر ماده معمولی استنباط شده است. ماده معمولی، ماده ای است که همه جهان قابل مشاهده را تشکیل می دهد. حتی علیرغم این که تصور می شود ۸۴ درصد از ماده جهان از ماده تاریک تشکیل شده، این ماده هیچگاه به صورت مستقیم کشف نشده است.
همه کهکشان ها بوسیله ی یک هاله وسیع از ماده تاریک احاطه شده اند و دانشمندان باور دارند که ماده تاریک برای شکل گیری آنها ضروری می باشد. «مدل استاندارد کیهان شناسی» که اخترفیزیک دانان برای درک کردن شکل گیری کهکشان ها از آن استفاده می نمایند، نشان داده است که چگونه توده های ماده تاریک در کیهان بسیار اولیه از راه گرانش، ماده معمولی را جذب کردند و به شکل گیری ستاره ها و ایجاد کهکشان های امروز کمک کردند. از آنجائیکه تصور می شود بیشتر ذرات ماده تاریک معروف به «ماده تاریک سرد» بسیار کندتر از سرعت نور حرکت می کنند، این روند انباشتگی به تدریج رخ داده است.
بیشتر از ۱۳ میلیارد سال پیش و پیش از تشکیل شدن نخستین کهکشان ها، ماده معمولی متشکل از گاز هیدروژن و هلیوم ناشی از انفجار بزرگ و ماده تاریک نسبت به یکدیگر درحال حرکت بودند. این گاز با سرعت بسیار بالا از کنار انبوه متراکم ماده تاریک با حرکت آهسته تر عبور کرد که باید آنرا به داخل می کشید تا کهکشان ها را تشکیل دهد.
«کلر ویلیامز»(Claire Williams) پژوهشگر ارشد این پروژه اظهار داشت: در واقع، در مدل هایی که این جریان را در نظر نمی گیرند، دقیقاً چنین اتفاقی رخ می دهد. گاز به سمت کشش گرانشی ماده تاریک جذب می شود و توده های بسیار متراکمی را می سازد که هم جوشی هیدروژنی می تواند در آنها رخ دهد. در نتیجه، ستاره هایی مانند خورشید ما تشکیل می شوند.
اما ویلیامز و همکارانش که گروهی از اخترفیزیک دانان آمریکا، ایتالیا و ژاپن به سرپرستی «اسمادار نائوز»(Smadar Naoz) استاد فیزیک و ستاره شناسی دانشگاه‌ الیفرنیا لس آنجلس بودند، دریافتند که اگر اثر جریان سرعت های متعدد بین ماده تاریک و ماده معمولی را به شبیه سازی ها اضافه کنند، گاز به دور از ماده تاریک فرود می آید و فورا از تشکیل شدن ستاره ها جلوگیری می شود. هنگامی که گاز انباشته شده میلیونها سال بعد باردیگر به کهکشان سقوط کرد، یک فوران بزرگ از تشکیل ستاره به یک باره رخ داد. از آنجائیکه این کهکشان ها برای مدتی ستاره های جوان، داغ و درخشان بیشتری را نسبت به کهکشان های کوچک معمولی داشتند، بسیار درخشان تر بودند.
ویلیامز اظهار داشت: باآنکه این جریان، تشکیل شدن ستاره را در کوچک ترین کهکشان ها سرکوب کرد اما به تقویت تشکیل شدن ستاره در کهکشان های کوتوله انجامید. ما پیشبینی می نماییم که تلسکوپ جیمز وب قادر خواهد بود تا مناطقی از جهان را پیدا کند که کهکشان ها در آنها درخشان تر هستند و با این سرعت افزایش می یابند. این حقیقت که آنها باید بسیار درخشان باشند، شاید کشف کردن این کهکشان های کوچک را که تشخیص دادن آنها معمولاً ۳۷۵ میلیون سال بعد از انفجار بزرگ بسیار دشوار است، برای تلسکوپ آسان تر کند.
از آنجائیکه مطالعه مستقیم ماده تاریک غیر ممکن است، جستجوی تکه های درخشان کهکشان ها در جهان اولیه می تواند آزمون مؤثری برای نظریه های ماده تاریک باشد که تابحال بی نتیجه بوده اند.
این پژوهش در «The Astrophysical Journal Letters» به چاپ رسید.




منبع:

1402/11/14
11:16:33
5.0 / 5
191
تگهای خبر: دانشگاه‌
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۴ بعلاوه ۴