مشاهدات تلسکوپ جیمز وب بهطور دوبارهای از نظریه ماده تاریک حمایت میکند
مدلهایی نظیر نظریه دینامیک نیوتنی اصلاحشده (MOND) به دنبال شرح جهان بدون اتکا به ماده تاریک هستند. پژوهشگران همواره سعی کردهاند تا بیطرفی خود را در مواجهه با فرضیهها حفظ کنند. با این حال، ماده تاریک با وجود محدودیتهایش قادر است ویژگیهای خاص برخی اجرام فضایی را تبیین کند؛ وظیفهای که MOND از عهده آن برنمیآید. خوشه کهکشانی سیستم گلولهای (Bullet Cluster) یکی از بارزترین نمونههای این اجرام بهشمار میآید.
بیشتر بخوانید:
خوشه گلولهای به واسطه دو خوشه کهکشانی در حال برخورد با یکدیگر شهرت دارد. شواهد گذشته نشان دادهاند که توزیع گاز داغ این خوشه، که میتوان آن را در پرتوهای ایکس مشاهده کرد، با توزیع ماده تاریک که از طریق روش همگرایی گرانشی مورد بررسی قرار میگیرد، تفکیکپذیر است. در حین برخورد گاز داغ دو خوشه، ماده تاریک بدون دچار شدن به تغییرات عمده، از کنار آن عبور میکند. کایل فینر، یکی از نویسندگان تحقیق و محقق مؤسسه IPAC در کلتک، در بیانیهای اظهار داشت: «زمانی که خوشههای کهکشانی به هم برخورد کردند، گازهای درونشان کشیده شدند و عقب ماندند که این موضوع از طریق پرتوهای ایکس تأیید میشود.»
این مشاهدات جدید با استفاده از تلسکوپ جیمز وب (JWST) در مورد توزیع جرم به کار میرود. هر شیء با جرمی، فضازمان را منحرف میکند. اگر اجسام کافی بزرگ و متراکم باشند، میتوانند فضازمان را به شکل یک عدسی عمل کنند. در تصویر بالا، میتوان خمیدگیهای ملایم و نامحسوس کهکشانها را مشاهده کرد که به ما این امکان را میدهد که توزیع ماده تاریک را تحلیل کنیم.
خوشه گلوله در واقع شامل دو خوشه کهکشانی است که در حال برخورد هستند
جیمز جی، یکی از نویسندگان این تحقیق، ماده تاریک را به آب زلال در حوضچهای تشبیه کرد و کهکشانها را به سنگریزهها نسبت داد. او توضیح داد که تا زمانی که بادی نیاید و امواجی ایجاد نکند، نمیتوانیم آب را ببینیم. این امواج مدام شکل سنگریزههای زیر آب را دچار اعوجاج کرده و باعث میشوند که آب مانند یک عدسی عمل کند.
تلسکوپ جیمز وب با بهرهگیری از ابزار فروسرخ نزدیک خود، به اندازهگیری هزاران کهکشان و ستارههایی که از کهکشانهای خود جدا شده و اکنون در سراسر خوشه در حال حرکت هستند، پرداخت. این امر به پژوهشگران این امکان را داد که «وزن» خوشه را با دقت بیشتری محاسبه کرده و یافتههای قبلی را تأیید نمایند. بهویژه در مورد ستارگان درونخوشهای که میتوان از آنها بهعنوان نمایندههایی برای شناسایی ماده تاریک بهره برد. سانگجون چا، نویسنده اصلی مقاله و محقق دکتری در دانشگاه یونسِی سئول، خاطر نشان کرد:
ما تأیید کردیم که حتی در محیطی به شدت پویا همچون خوشه گلولهای، نور درونخوشهای میتواند به عنوان یک ردیاب قابل اطمینان برای ماده تاریک عمل کند
خوشه گلولهای در فاصله ۳٫۸ میلیارد سال نوری از زمین واقع شده است. مشاهدات اخیر نشان میدهند که خوشه بزرگی که هماکنون در سمت چپ تصویر دیده میشود، احتمالاً در دوران قبل و بعد از برخورد با خوشه سمت راست نیز چندین برخورد جزئی را تجربه کرده است. به نظر میرسد که تمام این سیستم بسیار پیچیدهتر از آنچه در گذشته تصور میشد، باشد.
یافتههای این تحقیق در نشریه The Astrophysical Journal Letters منتشر شده است.
