محققان به لطف تلسکوپ جیمز وب، به تازگی قدیمی‌ترین نوری را که می‌توانیم ببینیم مطالعه کردند و با استناد به آن تصاویر توانستند تا قدیمی ترین آثار ماده تاریک را که تا به حال مشاهده شده، کشف کنند. این آثار اولیه از ماده‌های تاریک کهکشان‌های 12 میلیارد ساله را احاطه کرده‌اند.
چگونگی کشف قدیمی ترین آثار ماده تاریک
در همین ابتدا جالب است بدانید که دانشمندان این ماده تاریک را با مشاهده این که چگونه برخی کهکشان‌ها نور پس زمینه مایکروویو کیهانی را منحرف می‌کنند، کشف کردند! این کشف با اولین تشعشعات قابل تشخیص پس از انفجار بزرگ، که جهان را به شکلی که ما می‌شناسیم آغاز کرد، صورت گرفته است. تحقیقات این تیم در مجله معتبر Physical Review Letters منتشر شده است.
Yuichi Harikane، ستاره شناس موسسه تحقیقات پرتوهای کیهانی در دانشگاه توکیو و یکی از نویسندگان مقاله اخیر، گفت:
بیشتر محققان از کهکشان‌های مبدا برای اندازه گیری توزیع ماده تاریک از امروز تا هشت میلیارد سال پیش استفاده می‌کنند. اما مقاله منتشر شده از دانشگاه ناگویا ثابت می‌کند که ما می‌توانیم به گذشته نگاه کنیم. چرا که از CMB دورتر برای اندازه‌گیری ماده تاریک استفاده کردیم. ما به واسطه این تحقیق موفق شدیم تا برای اولین بار، ما ماده تاریک را تقریباً از اولین لحظات کیهان اندازه‌گیری بگیریم.
ماده تاریک حدود 27 درصد از جهان را تشکیل می‌دهد و نکته جالب توجه آن این است که ما نمی‌توانیم مستقیماً آن را تشخیص دهیم. از آنجایی که ما نمی‌دانیم ماده تاریک چیست، واقعاً یک اصطلاح جامع برای این جرم وجود ندارد و ما تنها به لطف اثرات گرانشی آن در مقیاس‌های عظیم می‌توانیم آن را بینیم.
در میان ذرات مختلف، برخی از آنها کاندید انتخاب برای ماهیت ماده تاریک هستند. ذرات کوچکی به نام WIMP (ذرات عظیم با تعامل ضعیف) و حتی ذرات ریزتر به نام اکسیون! ممکن است که WIMP ها و اکسیون‌ها ماده تاریک را تشکیل دهند. هنوز جستجوهای برای یافتن ماهیت ماده تاریک ادامه دارد، اما در این بین، ستاره شناسان می‌توانند به دنبال آن باشند و اثرات آن را در مقیاس های بزرگ ببینند.
ماده تاریک به عنوان نوعی چسب نامرئی عمل می‌کند و خوشه‌های کهکشانی را کنار هم نگه می‌دارد. همچنین به عنوان یک عدسی برای نورهای دورتر عمل می‌کند و اجسام باستانی را برای مشاهده ما بزرگ می‌کند. اما باید این نکته را هم مد نظر داشت که این ماده به همان اندازه که یک معما است، برای مطالعه جهان اولیه نیز یک موهبت است.
به همین دلیل است که وقتی تلسکوپ وب اخیراً از خوشه کهکشانی SMACS 0723 تصویربرداری کرد، در واقع به تمام کهکشان‌های باستانی بزرگنمایی شده توسط SMACS 0723، از جمله قدیمی‌ترین کهکشانی که تا کنون دیده شده است، نگاه می‌کرد که 300 میلیون سال پس از انفجار بزرگ شکل گرفته بود.
تحقیقات قبلی از طریق عدسی گرانشی به طول موج‌های کوتاه‌تر در طول موج‌های مرئی و فروسرخ نگاه کرده است. اما نوری که از پس‌زمینه کیهانی می‌بینیم (در واقع قدیمی‌ترین نوری که می‌توانیم ببینیم) در بخش مایکروویو طیف الکترومغناطیسی است. این نور بسیار پرانرژی شروع شد، اما در طول زمان با انبساط جهان گسترش یافت و امروز ما آن را صرفاً به عنوان یک درخشش مایکروویو ضعیف می‌بینیم.
در تحقیق اخیر، محققان 1.5 میلیون کهکشان عدسی را در نور مرئی شناسایی کردند. سپس با استفاده از تلسکوپی که نور مایکروویو را می‌بیند (با استفاده از ماهواره پلانک ESA) به آنها نگاه کردند و اندازه‌گیری کردند که ماده تاریک اطراف کهکشان‌های نزدیک‌تر چقدر نور مایکروویو قدیمی‌تر را منحرف کرده است.
نتا باکال، اخترشناس دانشگاه پرینستون، یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت:
این نتیجه تصویر بسیار ثابتی از کهکشان‌ها و تکامل آنها، و همچنین ماده تاریک درون و اطراف کهکشان‌ها، و چگونگی تکامل این تصویر با گذشت زمان به دست می‌دهد.
این تیم همچنین دریافت که ماده تاریک در مناطق خاصی از فضا کمتر از آن چیزی است که طبق نظریه استاندارد کیهان‌شناسی باید باشد. هیرونائو میاتاکه، ستاره شناس دانشگاه ناگویا و نویسنده اصلی مقاله، گفت:
یافته‌های ما هنوز نامشخص است. اما اگر درست باشد، نشان می‌دهد که کل مدل ما از جهان هنوز ناقص است، زیرا در زمان به عقب‌تر می‌روید. این هیجان انگیز است زیرا اگر نتیجه پس از کاهش عدم قطعیت‌ها حفظ شود، می‌تواند نشان دهنده بهبود مدل باشد که ممکن است بینشی از ماهیت خود ماده تاریک ارائه دهد.
دیدگاهتان را بنویسید