اولین رصد قدیمی ترین و دورترین ماده “جهان تاریک”.


تیمی از محققان ژاپنی و آمریکایی موفق به رصد موفق ماده تاریک اطراف کهکشان ها در ۱۲۰۰۰ میلیارد سال پیش شدند.

به گزارش ایسنا، به نقل از IA، هنگامی که دانشمندان داده های تلسکوپ هایی مانند تلسکوپ فضایی جیمز وب را تجزیه و تحلیل می کنند، به گذشته نگاه می کنند. از آنجایی که نور با سرعت محدودی حرکت می کند، آنچه امروز می بینیم رویدادهایی هستند که میلیون ها یا حتی میلیاردها سال پیش روی داده اند.

برای درک بهتر این سوال باید بگوییم که نور با سرعت ۳۰۰۰۰۰ کیلومتر در ثانیه حرکت می کند. نور ساطع شده توسط یک جرم آسمانی دور از زمین سال ها طول می کشد تا به سیاره ما برسد. ستاره ای را در فاصله سال های نوری از زمین تصور کنید. هنگامی که نور این ستاره پس از یک سال به زمین می رسد، می توانیم ستاره را مانند یک سال پیش رصد کنیم و زمان فعلی را نبینیم.

اندازه گیری ماده تاریک حتی دشوارتر است زیرا ماده تاریک نور ساطع نمی کند.

بنابراین محققان از نظریه نسبیت اینشتین استفاده کردند و اعوجاج نور از کهکشان های دور را اندازه گیری کردند تا مشخص کنند که یک کهکشان چقدر ماده تاریک در پیش زمینه دارد. هرچه خمش نور بیشتر باشد، مقدار ماده تاریک در کهکشان “عدسی” بیشتر است که باعث این اعوجاج می شود. این روش اثر همگرایی گرانشی نامیده می شود. کهکشان های عدسی دیسکی هستند اما به دلیل وجود غبار زیاد بین ستاره ای شکل عدسی به خود گرفته اند و البته تولد ستارگان در این دسته از کهکشان ها زیاد است.

اجرام عظیم در آسمان مانند سیاهچاله ها نور کهکشان ها و ستاره های دیگر را منعکس می کنند و ستاره شناسان از این روش برای رصد بهتر اجرام استفاده می کنند، اما این بار از این اثر برای رصد کهکشان های دیگر استفاده نکردند، بلکه برای مطالعه خود ماده تاریک استفاده کردند. .

مشکل کهکشان های دور

همانطور که به کهکشان های دورتر نگاه می کنیم، نوری که از آنها می آید ضعیف می شود و بنابراین اثر همگرایی گرانشی کمتر و کمتر قابل تشخیص می شود. دانشمندان سعی کرده‌اند از سیگنال‌های نوری چند کهکشان برای حل این مشکل استفاده کنند، اما ناتوانی در تشخیص بسیاری از کهکشان‌های دور به این معنی است که ماده تاریکی که تاکنون مورد مطالعه قرار گرفته، تنها هشت تا ۱۰ میلیارد سال سن دارد.

از آنجایی که جهان در حدود ۱۳.۷ میلیارد سال پیش آغاز شد، ناشناخته های زیادی در مورد زمان شروع و آنچه پس از آن اتفاق افتاد وجود دارد. برای درک بهتر این بازه زمانی، محققان دانشگاه ناگویا در ژاپن و دانشگاه توکیو با رصدخانه نجومی ژاپن و دانشگاه پرینستون در ایالات متحده برای استفاده از منبع متفاوت نور پس زمینه، یعنی امواج مایکروویو سحابی، همکاری کردند.

محققان ۱۲۰۰۰ میلیارد سال پیش چگونه به ماده تاریک نگاه می کردند؟

در این همکاری، دانشمندان از داده های نور مرئی برای شناسایی ۱.۵ میلیون کهکشان عدسی شکل که ۱۲ میلیارد سال قدمت دارند، استفاده کردند. آنها سپس از پس زمینه تابش کیهانی (CMB) از انفجار بزرگ برای غلبه بر کمبود نور از کهکشان های دورتر استفاده کردند.

محققان با استفاده از داده های تشعشعات مایکروویو جمع آوری شده توسط ماهواره پلانک آژانس فضایی اروپا، توانستند همگرایی مایکروویو این کهکشان ها را اندازه گیری کنند.

یویچی هاریکان، استادیار دانشگاه توکیو، در یک بیانیه مطبوعاتی گفت که اکثر محققان از کهکشان های اجدادی برای اندازه گیری توزیع ماده تاریک بین امروز و هشت میلیارد سال پیش استفاده می کنند.

با این حال، ما می توانیم به گذشته نگاه کنیم. ما از تابش پس زمینه کیهانی دورتر برای اندازه گیری ماده تاریک استفاده کردیم. ما برای اولین بار ماده تاریک را در اولین لحظات خلقت جهان اندازه گیری کردیم.

تجزیه و تحلیل های اولیه نشان داد که محققان داده های کافی برای تعیین توزیع ماده تاریک داشتند و توانستند سن ۱۲۰۰۰ میلیارد سال را شناسایی کنند.

کهکشان هایی که ۱.۷ میلیارد سال پس از انفجار بزرگ شکل گرفتند هنوز در مراحل اولیه کیهانی خود بودند. در همان زمان، اولین خوشه های کهکشانی شروع به شکل گیری کردند. خوشه های کهکشانی در مجموع از ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ کهکشان با مقادیر زیادی ماده تاریک تشکیل شده اند.

تا کنون، این تیم تنها یک سوم از داده های تابش پس زمینه موجود را تجزیه و تحلیل کرده است. مطالعه بیشتر به محققان اجازه می دهد تا بیشتر نگاه کنند.

انتهای پیام