اخترشناسان راز نیمی از ماده مرئی گمشده جهان را در ابرهای هیدروژن یونیزه کشف کردند
اخترشناسان سرانجام موفق شدند راز ماده گمشده در جهان را آشکار سازند. مادهای که دههها از دید بشر پنهان مانده بود. پژوهش تازه نشان میدهد این ماده به صورت ابرهای عظیم از هیدروژن یونیزه در فضای بین که کشانی نهان شده است.
به گزارش ساینس الرت، دانشمندان در پژوهشی جدید در یافتند نیمی از ماده مرئی جهان که سالها گمشده به شمار میرفت، در فضای اطراف که کشانها به شکل ابرهای عظیم و نامرئی از هیدروژن یونیزه شده پنهان شده است. ردیابی این گونه ماده تا به حال غیرممکن به نظر میرسید اما تیمی بینالمللی از اخترشناسان و اخترفیزیکدانان روشی ابداع کردهاند که محل پنهان شدن آن را در تا ریکی بین ستارگان آشکار میسازد.
تحقیقات گوناگون تا کنون پذیرفته بودند که نیمی از ماده گمشده جهان به شکل غبار بین که کشانی از هیدروژن وجود دارد که بسیار دورتر از هستههای فعال که کشانها به بیرون پرتاب شده است. بوریانا هاجیسکا، اخترشناس دانشگاه کالیفرنیا برکلی و آزمایشگاه ملی لارنس برکلی، میگوید فکر میکنیم اگر نواحی دورتر از که کشان را نیز با زبینی کنیم، میتوانیم همه گاز گمشده را بیابیم. برای دقت با لاتر، باید با به رهگیری از همانندسازیها، تحلیل دقیقتری انجام دهیم؛ کاری که تا این مدت انجام ندادهایم. تصمیم داریم این کار را با دقت کامل پیش ببریم.
<figcaption class="wp-element-caption"هیدروژن در فضا، همانند آنچه در سحابی شکارچی دیده میبشود، میتواند در تاثییر تابش، بهصورت کمنور بدرخشد؛ اما در فضای بینکهکشانی بهعلت چگالی زیاد پایین و تابش ناکافی، این درخشش قابلشناسایی نیست.ماده معمولی یا ماده با ریونی، تنها نزدیک به پنج درصد ترکیب ماده-انرژی در جهان را تشکیل میدهد. باقی ماده و انرژی تا ریک است که شامل بیست و هفت درصد ماده تا ریک و شصت و هشت درصد انرژی تا ریک میشود. بر اساس گفته دانشمندان، بخش قابل توجهی از ماده با ریونی گم شده و معلوم نیست کجا رفته است. هیدروژن نزدیک به نود درصد اتمهای جهان و از نظر جرم نیز هفتاد و سه درصد جرم کل جهان را به خود اختصاص میدهد؛ به این دلیل بخش عمدهای از ماده با ریونی گمشده هیدروژن است. برآورد دانشمندان مشخص میکند بیش از پنجاه درصد هیدروژن موجود در جهان عملا گم شده است.
ردیابی ماده با ریونی گمشده با پشتیبانی تابش عرصه کیهانی
هیدروژن میتواند در فضا تحت تأثیر تابش یونیزه شود و در خششی ضعیف داشته باشد اما گازها در فضای بین که خشانی پراکندهاند و در خشششان آنقدر کم است که با روشهای معمول شناسایی نشوند. دانشمندان در پژوهش تازه راهی دیگر برای یافتن ابر نامرئی هیدروژن گسترش دادهاند. در این روش که اخیرا مورد توجه قرار گرفته، تغییرات نوری که از پشت این ابر عبور میکند، رصد میشود؛ یعنی رصد تابش عرصه کیهانی. عرصه کیهانی همان نور نخستین جهان است که همانند فسیلی از دوران آغازین کیهان سراسر فضا را پر کرده است.
سیمون فرارو، کیهانشناس آزمایشگاه ملی لارنس برکلی، میگوید تابش عرصه کیهانی پشت هر چیز در جهان که میبینیم، قرار دارد. این نور در واقع لبه جهان مشهود است؛ به این علت، میتوان از این تابش به جای نور پسعرصه به رهگیری کرد تا ببینیم گازها کجا قرار دارند. امکانش وجود دارد که این نور هنگام عبور از بین ابرهای پراکنده هیدروژن یونیزه، با پراکندگی از الکترونهای موجود در گاز، مقداری روشنتر یا کمنورتر شود. به این پدیده اثر سونیایف-زلدوویچ میگویند. قطعا همانگونه که میدانید، تابش عرصه کیهانی بسیار ضعیف است و دیدن آن اصلا آسان نیست.
<figcaption class="wp-element-caption"تصویری از تابش عرصه کیهانی؛ دایرهها مناطقی را نشان خواهند داد که در آنها، هیدروژن یونیزه این تابش را پراکنده کرده است.راهحل دانشمندان برای از بین بردن این مشکل برهمنهی دادهها بود. محققان دادههای تعداد زیادی رصد را جمعآوری کردند و با قرار دادن آنها روی یکدیگر، ویژگیهای بسیار کمنور را برجسته ساختند. این پژوهش روی بیش از یک میلیون که کشان قرمز در خشان انجام شده که در شعاع نزدیک به هشت میلیارد سال نوری از راه شیری قرار دارند.
نتایج نشان داد هالههای هیدروژنی که این که کشانها را در بر گرفتهاند، بسیار بزرگتر از چیزی هستند که پیشتر فکر میشد. حتی گمانهزنی شده که این هالهها ممکن است به مراتب بزرگتر از چیزی با شند که در این رصد شناسایی شدهاند. فرارو میگوید اندازهگیریها کاملا با این فرضیه سازگارند که همه گاز گمشده را آشکار کردهایم!
کشف ماده گمشده سوالات تا زهای مطرح کرده است
همانگونه که در علم اخترشناسی رایج است، این کشف سوالات تا زهای نیز مطرح میکند. هالههای هیدروژنی هم از گازهایی که از بیرون به درون که کشان سقوط میکنند، تغذیه میشوند و هم از فازهای فعال سیاهچالههای ابرپرجرم مرکز که کشانها. هنگامی که سیاهچاله با نرخ با لایی تغذیه میکند، میدان مغناطیسی آن جتهای عظیم از ماده را به بیرون پرتاب میکند که میتوانند میلیونها سال نوری در فضاهای بین که کشانی گسترش یابند. این با دهای قوی به صورت شعاعی از مرکز که کشان به بیرون جریان مییابند و گازهای درون که کشان را با خود میبرند که باعث کاهش امکان شکلگیری ستارهها میشود.
کشف هالههایی بزرگتر از حد انتظار این گمان را تقویت میکند که فعالیت سیاهچالهها ممکن است دورهای با شد؛ یعنی در با زههایی فعال و مجدد خاموش شوند. این فرضیه با مشاهدات دلنشین دیگری از سیاهچالهها همخوانی دارد. مشاهدات نشان میدهند برخی سیاهچالهها که به ظاهر خاموشاند، یک دفعه فعال خواهند شد. این اطلاعات برای به بود مدلهای جاری ما از تحول که کشانها اهمیت دارد.
<figcaption class="wp-element-caption"عکس مفهومی هنرمندانهای از هاله هیدروژنی کهکشان راه شیری؛ ابرهای ماژلانی در موقعیت ساعت ۸ دیده خواهد شد.این پژوهش تنها بخشی از پازل است. برخی تلاشهای دیگر برای نقشهبرداری از ماده با ریونی گمشده جهان نشان خواهند داد بخشی از این ماده در رشتههایی از ماده تا ریک محبوس شدهاند؛ رشتههایی که ساختار شبکه کیهانی را شکل میدهند و که کشانها را در فواصل بسیار دور به هم متصل میکنند.
پژوهش تازه راهی نوین در اختیار اخترشناسان قرار داده تا بتوانند جستجوی هیدروژن را ادامه دهند. اکنون تنها باید تکههای این پازل را کنار هم بگذاریم. نویسندگان این پژوهش در مقاله خود مینویسند این تحقیق مسیر پژوهشی شوقانگیز و جدیدی میگشاید. فهمیدن ربط گاز و ماده تا ریک نه تنها به تحلیلهای آینده کیهانشناسی کمک میکند، بلکه به درک ما از شکلگیری و تحول که کشانها نیز یاری میرساند. این مقاله قطعهای کلیدی به مجموعهای رو به رشد از مطالعات میافزاید که در تلاشاند پیچیدگیهای گاز کیهانی را در عصر تحقیقات بزرگ کیهانی رمزگشایی کنند.
این پژوهش برای انتشار در مجله ارسال شده و هماکنون در پایگاه در دسترس است.
