جدید ترین عناوین خبری امروز
مجله علمی کیهان‌شناس

توجه: کلمه عبور به آدرس ایمیل شما ارسال خواهد شد.

ماده‌ی تاریک در کهکشان‌های در حال مرگ، متفاوت عمل می‌کند
کارآگاهان ماده‌ی تاریک، در واقع هیچ چیزی از ماده‌ی تاریک نمی‌دانند اما حالا این یک مورد را فهمیده‌اند: ماده‌ی تاریک در لبه‌های کهکشان‌های قدیمی متفاوت از کهکشان‌های جوان رفتار می‌کند.

ماده‌ی تاریک در کهکشان‌های در حال مرگ، متفاوت عمل می‌کند

ماده‌ی تاریک چیزی است که نمی‌توانیم آن را در جهان ببینیم. بیشتر جرم جهان را تشکیل می‌دهد ولی نور را بازتاب نمی‌کند. ماده تاریک به وسیله‌ی گرانش بر همه‌چیز تاثیر می‌گذارد. به نظر می‌رسد هر چیزی در جهان توسط ابرهایی سنگین از  یک «چیز» که نمی‌توانیم آن را ببینیم، هل داده می‌شود. ستاره‌شناسان دقیقا مطمئن نیستند که آن «چیز» چیست.
با این حال مقاله‌ای جدید که در ۳ ژانویه در ژورنال Monthly Notices of the Royal Astronomical Society چاپ شد، به محدود ساختن احتمالات موجود کمک میکند.

بیشتر ماده‌ی تاریکی که دانشمندان از وجودشان آگاه هستند در هاله‌ها یا ابرهای درون کهکشانی وجود دارند. اما یک مشکل وجود دارد: این منابع ماده تاریک آن‌گونه که شبیه‌سازی‌های کامپیوتری پیش‌بینی می‌کنند، رفتار نمی‌کنند!
هنگامی‌که محققان رفتار هاله‌های ماده‌ی تاریک را مدل‌سازی می‌کنند، این ساختارها معمولا شکل‌های خاصی می‌سازند: توپ‌هایی چگال از ماده‌ی تاریک در مراکز کهکشان‌ها که با حلقه‌های ابری از این چیزها احاطه شده‌اند. ستاره‌شناسان این‌ ساختارها را توزیع نوک هلالی (Cusp) ماده‌ی تاریک می‌نامند. اما در واقع، بسیاری از کهکشان‌ها به گونه‌ای رفتار می‌کنند که گویی ماده‌ی تاریک‌شان در نواحی خارجی کهکشان پیرامون هسته‌ای بیشتر یا کمتر خالی از مواد ناپیدا گرددش می‌کند. ستاره‌شناسان این عدم توافق را مسأله‌ی هسته‌ی نوک هلالی (cusp-core) می‌نامند.

بنا بر یک شبیه‌سازی، هنگام تشکیل ستارگان جدید، ماده‌ی تاریک از مرکز یک کهکشان به اطراف شارش یافتند. داده‌های واقعی در سمت راست به طور نزدیکی با شبیه‌سازی مطابقت می‌کند. اعتبار تصویر: J. Read et al
بنا بر یک شبیه‌سازی، هنگام تشکیل ستارگان جدید، ماده‌ی تاریک از مرکز یک کهکشان به اطراف شارش پیدا می‌کنند. داده‌های واقعی در سمت راست به طور نزدیکی با شبیه‌سازی مطابقت می‌کند. اعتبار تصویر: J. Read et al

توضیح معروفی برای مسأله‌ی هسته‌ی تیزه‌ای، مدل ماده‌ی تاریک خود-برهمکنش‌کننده (Self-Interacting Dark Matter) یا SIDM می‌نامند که پیشنهاد می‌دهد که نه تنها ماده‌ی تاریک در محدوده‌ی فیزیکی است که ما توانایی کشف و فهم آن را داریم، بلکه با استفاده‌ه از نیروهای ناشناخته خودش با خودش نیز واکنش می‌دهد. اگر برهمکنش‌های ماده‌ی تاریک با خودش متفاوت از برهمکنش‌های آن با ماده‌ی معمولی باشد، خواهد توانست چگونگی انجام انتقال از مراکز کهکشان‌ها به لبه‌هایشان را توضیح دهد.
اما پژوهش جدید پیشنهاد می‌کند که این توضیح، شاید هر چیزی را بسیار پیچیده نماید.

نیروی دیگری می‌تواند ماده‌ی تاریک را از مراکز کهکشان‌ها به بیرون پرتاب کند: گرمایش ماده‌ی تاریک. این اشاره به انرژی و باد شدید از تکامل ستارگان دارد که ماده‌ی تاریک را از مراکز کهکشان‌ها (جایی که ستارگان جدید بیشتری شکل می‌گیرند) پرتاب می‌کند. اما شاهد کوچک مستقیمی برای این پدیده وجود دارد و حتی اگر وجود داشته باشد، روشن نیست که آیا چنین گرمایشی به اندازه‌ی کافی قوی خواهد بود که اختلاف بین مدل‌های توزیع ماده‌ی تاریک و چیزی که رصدها نشان می‌دهند را توضیح دهد.

پژوهشگران ۱۶ کهکشان کوتوله را که تقریبا در دو دسته تقسیم بندی می‌شوند مطالعه کردند: کهکشان‌هایی که میلیاردها سال پیش شکل‌گیری ستارگان را متوقف کرده‌اند و کهکشان‌هایی که شکل‌گیری ستاره به تازگی در آن متوقف شده یا همچنان مشغول شکل‌گیری ستاره هستند. آن‌ها دریافتند که کهکشان‌های قدیمی و کمتر فعال تمایل به داشتن تیزه‌های ماده‌ی تاریک، یعنی ناحیه‌هایی در مرکزهایشان با ماده‌ی تاریک فراوان دارند.

شارپلس ۳۰۸: حباب ستاره‌ای

محققان نوشتند که یافته‌های جدید پیشنهاد می‌دهد، گرمایش ماده‌ی تاریک واقعی است و نقش مهمی را در چگونگی رفتار کردن ماده‌ی تاریک ایفا می‌نماید. کهکشان‌هایی که خیلی وقت پیش شکل‌گیری ستاره را متوقف کرده‌اند، انرژی کمتری برای پرتاب ماده‌ی تاریک به خارج از مرکز کهکشان دارند. در این موارد ماده‌ی تاریک به روشی که مدل‌های ساده پیش‌بینی می‌کنند و باید رخ دهد رفتار کردند. کهکشان‌های با شکل‌گیری ستاره‌ی فعال‌تر دارای گرمایش بیشتری هستند و این باعث می‌شود که ماده‌ی تاریک از مدل‌ها منحرف گردد.

اگر این یافته درست باشد، این امکان‌های چیستی ماده‌ی تاریک را هر چند نه به طور چشم‌گیر، کاهش می‌دهد: فقط می‌تواند چیزی باشد که از مرکز یک کهکشان با ستارگان جدید بسیار به بیرون آن دمیده شده باشد و این نتیجه شاید به معنای این باشد که لازم به ارائه‌ی همه‌ی دسته‌های خصوصیات عجیب و غریب ماده‌ی تاریک برای توصیف چگونگی رفتار این ماده نیست.

هنوز هیچ چیزی دقیق نیست. محققان در مقاله‌شان اذعان نمودند که آنان بر روش‌هایی برای شبیه‌سازی ماده‌ی تاریک وابسته بودند که مورد برخی انتقادات بوده است. می‌تواند کهکشان‌های دیگری با خصوصیاتی بین مدل‌های تیزه‌ و هسته وجود داشته باشد که این یافته‌های جدید را پیچیده نماید. اما هم اکنون جویندگان ماده‌ی تاریک می‌توانند بخش دیگری از شواهد را در تابلوهای تبلیغاتی خود در رشته‌ی قرمز قرار دهند.

منبع: space

 دسته‌ها:
       
avatar
  Subscribe  
Notify of

رصد و اکتشافات فضایی

ماه‌گرفتگی چیست
ماه‌گرفتگی چیست و ماه‌گرفتگی بعدی چه زمانی اتفاق می‌افتد؟
35
کشف ماده ژله‌ای در ماه
کشف ماده ژله‌ای توسط کاوشگر چینی در قسمت پنهان ماه
104
گذر کاوشگر خورشیدی پارکر
سومین گذر کاوشگر خورشیدی پارکر از نزدیکی خورشید
65
بارش شهابی برساووشی
چرا بارش شهابی برساووشی سالی یک‌بار اتفاق می‌افتد؟
47
سیاره پرجرم
دومین سیاره پرجرم در مدار ستاره‌ی همسایه‌مان پیدا شد
66

ذرات بنیادی

کار برخورددهنده هادرونی بزرگ
تاریخچه سرن (قسمت ۱۷): آغاز به کار برخورددهنده هادرونی بزرگ
23
بزرگترین آهنربا ابررسانا در سرن
تاریخچه سرن (قسمت ۱۶): بزرگترین آهنربا ابررسانا در سرن
17
50 سالگی سرن
تاریخچه سرن (قسمت ۱۵): افتتاح ساختمان کروی و جشن ۵۰ سالگی سرن
16
تحقیقات سرن
تاریخچه سرن (قسمت ۱۴): تحقیقات سرن گسترش می‌یابد
17
پادهیدروژن
تاریخچه سرن (قسمت ۱۳): پادهیدروژن در سرن ساخته می‌شود
40