راز تاریکی در دل آسمان: کشف جرم نامرئی با قدرتی عظیم

به گزارش پارسینه و به نقل از scitechdaily، این جرم پنهان که حدود یک میلیون برابر جرم خورشید وزن دارد، ممکن است یک گره متراکم از ماده تاریک یا یک کهکشان کوچک و غیرفعال باشد. این کشف از نظریه‌های موجود درباره ماده تاریک پشتیبانی می‌کند و نشان می‌دهد که فناوری‌های کنونی قادرند ساختارهای نامرئی و بسیار کوچک‌تری را در فضا شناسایی کنند.

کشف یک راز کیهانی کوچک

ستاره‌شناسان با استفاده از شبکه‌ای جهانی از تلسکوپ‌ها، کوچک‌ترین جرم تاریک شناخته‌شده در جهان را شناسایی کرده‌اند. یافتن تعداد بیشتری از این جرم‌های پنهان و کم‌نور و شناخت ماهیت آن‌ها می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا برخی فرضیه‌ها درباره ماده تاریک ماده‌ای اسرارآمیز که حدود یک‌چهارم کل ماده موجود در جهان را تشکیل می‌دهد رد یا تأیید کنند.
این کشف در دو مقاله منتشرشده در تاریخ ۹ اکتبر در نشریات Nature Astronomy و Monthly Notices of the Royal Astronomical Society شرح داده شده است.
از آنجا که این جرم هیچ نوری یا تابشی قابل شناسایی منتشر نمی‌کند، ستاره‌شناسان آن را از طریق تأثیر گرانشی‌اش بر نور اطراف شناسایی کردند پدیده‌ای که به نام «هم‌گرایی گرانشی» شناخته می‌شود. با بررسی انحنای ظریف نور، پژوهشگران توانستند مقدار ماده موجود در این جرم نامرئی را تخمین بزنند.
این جرم آن‌قدر کوچک است که حضورش تنها به‌صورت یک «فشردگی» جزئی در تصویر خمیده‌ای که توسط یک لنز گرانشی بزرگ‌تر ایجاد شده بود، ظاهر شد مشابه نقصی جزئی در آینه‌های خمیده شهربازی.

معنای این کشف برای ماده تاریک

کریس فاسناخت، استاد فیزیک و اخترشناسی در دانشگاه کالیفرنیا، دیویس، و یکی از نویسندگان مقاله Nature Astronomy می‌گوید: «شناسایی جرمی با این جرم کم در فاصله‌ای چنین دور، دستاوردی چشمگیر است. یافتن جرم‌های کم‌جرم مانند این برای شناخت ماهیت ماده تاریک حیاتی است.»
جرم تازه کشف‌شده حدود یک میلیون برابر جرم خورشید تخمین زده می‌شود. هویت واقعی آن هنوز مشخص نیست: ممکن است یک توده متراکم از ماده تاریک باشد که حدود ۱۰۰ برابر کوچک‌تر از هر جرم مشابه قبلی است، یا شاید یک کهکشان کوتوله بسیار فشرده و غیرفعال باشد.
اگرچه ماده تاریک به‌جز نیروی گرانشی‌اش نامرئی است، تصور می‌شود که بر نحوه آرایش کهکشان‌ها، ستارگان و سایر ماده‌های قابل مشاهده در سراسر جهان تأثیر می‌گذارد. یکی از پرسش‌های اساسی در اخترشناسی این است که آیا ماده تاریک می‌تواند به‌صورت توده‌های کوچک و بدون ستاره وجود داشته باشد یا نه. اثبات یا رد این فرضیه می‌تواند نظریه‌های فعلی درباره ماهیت ماده تاریک را اصلاح یا دگرگون کند.

ساخت یک تلسکوپ به اندازه زمین

تیم تحقیقاتی از ابزارهایی مانند تلسکوپ گرین بانک (GBT) در ویرجینیای غربی، آرایه خط پایه بسیار بلند (VLBA) در هاوایی، و شبکه تداخل‌سنجی بسیار بلند اروپا (EVN) شامل تلسکوپ‌های رادیویی در اروپا، آسیا، آفریقای جنوبی و پورتوریکو استفاده کردند تا یک «ابر تلسکوپ» به اندازه زمین بسازند و سیگنال‌های ظریف هم‌گرایی گرانشی ناشی از این جرم تاریک را ثبت کنند.

پیشرفتی برای نظریه ماده تاریک سرد

این جرم، صد برابر کم‌جرم‌تر از هر جرم دیگری است که تاکنون با این روش شناسایی شده، و نشان می‌دهد که این روش می‌تواند برای یافتن اجرام مشابه دیگر نیز به‌کار رود.
دِوِن پاول، نویسنده اصلی مقاله از مؤسسه اخترفیزیک ماکس پلانک (MPA) در آلمان، می‌گوید: «با توجه به حساسیت داده‌های ما، انتظار داشتیم حداقل یک جرم تاریک پیدا کنیم، بنابراین کشف ما با نظریه موسوم به ‘ماده تاریک سرد’ که بخش زیادی از درک ما از نحوه شکل‌گیری کهکشان‌ها بر آن استوار است، همخوانی دارد. حالا که یکی را پیدا کرده‌ایم، پرسش این است که آیا می‌توانیم موارد بیشتری بیابیم و آیا تعداد آن‌ها با مدل‌ها مطابقت دارد یا نه.»

گام‌های بعدی در شکار کیهانی

تیم تحقیقاتی در حال تحلیل بیشتر داده‌ها برای درک بهتر ماهیت این جرم تاریک است و همچنین به‌دنبال یافتن نمونه‌های بیشتری از چنین اجرامی در بخش‌های دیگر آسمان هستند.