هابل، دقیق‌ترین نقشه ماده تاریک را در جهان تهیه کرد / عکس و فیلم

بهنوش خرم‌روز: ستاره‌شناسان موفق شدند با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل، یکی از دقیق‌ترین نقشه‌های مربوط به ماده تاریک را تهیه کنند و از این طریق به تاثیرات گرانشی ماده تاریک پی ببرند. جالب این است که این نقشه نشان می‌دهد خوشه‌های کهکشانی پرجرم احتمالا زودتر از آن چه تا به حال تصور می‌شد،‌ شکل گرفته‌اند، بسیار ‌قبل‌تر از این که ماده تاریک آن‌ها را از رشد باز دارد.

به گزارش پاپ‌ساینس، ستاره‌شناسان برای اندازه‌گیری ماده تاریک از دوربین پیشرفته نقشه‌بردای هابل، ای.سی.اس استفاده کردند تا بتوانند تصاویر پرکیفیتی از خوشه کهکشانی ابل 1689 بگیرند که در حدود 2.2 میلیارد سال نوری با زمین فاصله دارد. این خوشه کهکشانی بیش از هزار کهکشان را در خود جای داده و پهنای آن به بیش از 1 میلیون سال نوری می‌رسد. برای آن‌که تصوری از عظمت و جایگاه این خوشه کهکشانی در آسمان داشته باشید، فیلم زیر را که به موقعیت این خوشه کهکشانی زوم می‌کند، مشاهده کنید. (اندکی صبر کنید تا فیلم بارگذاری شود)

آبل 1689به قدری سنگین است که نیروی جاذبه‌اش، نور کهکشان‌های پشت آن را منحرف می‌کند، تاثیری که عدسی گرانشی نامیده می‌شود. بدین ترتیب کهکشان‌های دوردست به شکل لکه‌هایی تاب‌دار یا حباب‌های بدشکل به نظر می‌رسند. هر چه جرم بیشتر باشد، ‌میزان بدشکلی یا تاب‌دار بودن نیز افزایش می‌یابد و بنابراین می‌توان با بررسی این لکه‌های تاب‌دار، ‌جرم خوشه کهکشانی ابل را اندازه گرفت‌. برای آنکه بهتر با پدیده عدسی گرانشی آشنا شوید، فیلم زیر را ببینید. (اندکی صبر کنید تا فیلم بارگذاری شود)

باتوجه به مقدار جرم روشنی که می‌توان مشاهده کرد (ستارگان، سحابی‌ها و مانند آن) مقدار ماده تاریک و توزیع آن در خوشه مشخص می‌شود. (تصویر زیر، توزیع ماده روشن و اثرات عدسی گرانشی را نشان داده است. برای مشاهده عکس بزرگ، اینجا را کلیک کنید).

دانشمندان با بررسی 135 تصویر عدسی گرانشی از 42 کهکشان دوردست موفق شدند نقشه ماده تاریک درون این خوشه کهکشانی را بدست بیاورند. این 42 کهکشان دوردست بین 7 تا 12 میلیارد سال نوری از زمین فاصله دارند و اگر عدسی گرانشی آبل1689 نبود، امکان نداشت آنها را مشاهده کرد. (اندکی صبر کنید تا فیلم زیر بارگذاری شود).

ماده تاریک، ماده‌ای است که دانشمندان تاکنون فقط تاثیر گرانشی آن را شناسایی کرده‌اند. مشاهدات سه دهه اخیر نشان می‌دهد حدود 30درصد از جهان ما از ماده تاریک تشکیل شده که با استفاده از نیروی جاذبه، کهکشان‌ها را نزدیک به هم نگه می‌دارد.

12 سال پیش هم دانشمندان متوجه حضور موجودی دیگر به نام انرژی تاریک شدند، پدیده‌ای مرموز که به انبساط جهان شتاب می‌دهد و باعث می‌شود کهکشان‌ها از هم دور شوند. تازه‌ترین مشاهدات، سهم انرژی تاریک را بین 60 تا 65درصد از کل موجودی عالم تخمین می‌زند. محققان درتلاشند با تدوین نقشه توزیع ماده تاریک در خوشه‌های کهکشانی که جزو نخستین ساختارهای تشکیل‌شده در عالم به شمار می‌روند، به اطلاعات بیشتری از نبرد بین ماده تاریک و انرژی تاریک که به انبساط و انقباض عالم منجر می‌شود، دست پیدا کنند.

نقشه جدید نشان می‌دهد که خوشه کهکشانی ابل1689 خیلی بیشتر از آن چه برای کهکشانی در این ابعاد انتظار می‌رفت،‌ ماده تاریک دارد. این یافته سوال‌های زیادی را برانگیخته است. بر اساس این یافته‌های جدید، ابل و سایر خوشه‌های کهکشانی مشابه برای رسیدن به اندازه‌ای به این بزرگی،‌ باید خیلی زودتر از آن‌چه تا به امروز تصور می‌شد، شکل گرفته باشند،‌ یعنی زمانی که جهان هنوز خیلی خیلی متراکم بود.

مطالعه تازه‌ای با عنوان بررسی اثر عدسی گرانشی و ابرنواخترهای خوشه‌های کهکشانی با هابل یا CLASH در راه است که 25 خوشه کهکشانی عظیم را طی 3 سال آینده مطالعه خواهد کرد و از این طریق، ستاره‌شناسان می‌توانند نقشه توزیع ماده تاریک در جهان را تکمیل کنند. همچنین آن‌ها با این یافته‌ها می‌توانند اطلاعات تازه‌ای در مورد نحوه تشکیل خوشه‌ها و شاید حتی شواهد جدیدی از انرژی تاریک به دست بیاورند.