یک حباب غول پیکر از ماده تاریک با جرمی بین 20 تا 60 میلیون خورشید ممکن است در نزدیکی منظومه شمسی ما در کمین باشد. بسیار نزدیک، تنها 2340 سال نوری از ما فاصله دارد. دانشمندان دانشگاه ویسکانسین در میلواکی (ایالات متحده آمریکا) امیدوارند که سرانجام اولین خوشه ماده تاریک را در کهکشان ما کشف کرده و دقیقاً نزدیک ستاره ما قرار دارد. “MK” خواست تا روش های تحقیقاتی کارشناسان مرکز فضایی موسسه فیزیک لبدف را روشن کند.
ماده تاریک یک جسم کیهانی، ساختار نامرئی کیهان است که تابش الکترومغناطیسی ساطع نمی کند. بنابراین دانشمندان نمی توانند آن را با مشاهده مستقیم ببینند. در همین حال، نسخه ای وجود دارد که ماده تاریک است که اثر گرانشی را ایجاد می کند و باعث می شود کهکشان ها تقریباً با سرعت یکسانی در نواحی داخلی و خارجی بچرخند، یعنی به عنوان یک کل واحد. این با وضعیت منظومه شمسی خودمان تناقض دارد، جایی که به نظر نمیرسد چنین یکنواختی وجود داشته باشد – برای مثال، عطارد که نزدیکتر به مرکز جرم قرار دارد، سریعتر میچرخد و تمام سیارات بیرونی – کندتر…
یک فرضیه رایج می گوید که ماده تاریک باید در سراسر منطقه یک کهکشان در یک “لایه” یکنواخت پخش شود (تصور می شود که این یک اثر یکنواختی ایجاد می کند). مکانهای محلی، یعنی هالههای متراکمتر ماده تاریک (یا ساب هالهها)، در صورت وجود، در حومه کیهان قرار دارند، و با آنها است که شکلگیری اولیه کهکشانها در کیهان مرتبط است – در حال حاضر 1 تا 200 میلیون سال پس از انفجار بزرگ.
و اکنون، چنین زیرهاله ای پیش بینی شده در هیچ کجا، اما نه چندان دور از منظومه شمسی ما، در فاصله 2340 سال نوری از خورشید، که طبق استانداردهای کیهانی بسیار نزدیک است، یافت نمی شود. جرم آن حدود 20 تا 60 میلیون جرم خورشید است. و آنها به “کشف” تپ اخترهای آن، کشف شده در سال 1967 کمک کردند. اینها ستاره های نوترونی عظیمی هستند که به سرعت به دور محور خود می چرخند و حدود 1 دور در ثانیه انجام می دهند. در همان زمان، آنها پرتوی قدرتمند از امواج رادیویی را به شکل نورافکن منتشر می کنند و دانشمندان با استفاده از تلسکوپ های رادیویی آن را روی زمین ثبت می کنند.
همانطور که به MK در مرکز فضایی کیهانی موسسه فیزیک لبدف توضیح داده شد، دانشمندان هنگام شناسایی هاله های ماده تاریک، از سیگنال هایی استفاده کردند که از تپ اخترهای به اصطلاح دوتایی می آمدند. به عنوان یک قاعده، اگر یک تپ اختر در چنین جفتی با یک دوره زمانی 1 ثانیه بچرخد، همراه آن بسیار سریعتر خواهد چرخید – با سرعتی در حدود هزار دور در ثانیه. این مهم ترین جسمی است که باید مشاهده کرد، زیرا هرچه سریعتر بچرخد، تشخیص اثرات بسیار ظریف مرتبط با کاهش سرعت آن (ناشی از تظاهرات نسبیت، تابش امواج گرانشی و غیره) راحت تر است. طبق مطالعه دانشمندان آمریکایی از میلواکی، پرتو نور ناشی از چنین پالس میلی ثانیه ای کاهش می یابد. آنها در مقاله Physical Review Letters بیان کردند که تغییر سرعت آن را میتوان با حضور ماده مرئی، یعنی ماده باریونی توضیح داد، اما در منطقه مورد مطالعه شناسایی نشد (این با مقایسه مکان شی مرموز با نقشههای ستارهها، گازها و سایر اجرام ماده منظم تأیید شد).
بنابراین، دانشمندان به این نتیجه رسیدند که تغییر در سرعت چرخش پالسهای سریع را نمیتوان با چیزی جز وجود یک جسم عظیم نامرئی در امتداد مسیر پرتوهای آن یا هالهای از ماده تاریک توضیح داد. محققان اجسام PSR J1640+2224 و PSR J1713+0747 را مورد مطالعه قرار دادند. تپ اخترها در این سیستم های دوتایی انحرافات گرانشی عجیبی را نشان می دهند که به طور همزمان رخ می دهند.
پروفسور فیلیپ چانگ، یکی از نویسندگان مقاله، گفت: “تعدادی تپ اختر، اجسام دیگر در نزدیکی آنها وجود دارد و چیزی در این منطقه این تپ اخترها را به سمتی عجیب می کشد که ما انتظارش را نداشتیم.”
بنابراین، تصویر به صورت زیر به نظر می رسد: کهکشان ها در ابرهای نازکی از ماده تاریک غوطه ور هستند – هاله ها، که در آنها ساب هاله های کوچکتر پراکنده شده اند (در اصل تراکم ماده تاریک). و یکی از این سابگلوسها خیلی دور از ما نیست.
بدونم نسخه دیگه ای هم هست؟ به گفته دانشمندان روسی، علیرغم این واقعیت که مردم به طور فعال درباره انواع اخبار مربوط به ماده تاریک بحث می کنند، واقعیت وجود آن به هر شکل (هاله یا ساب هالو) هنوز به طور قانع کننده ای ثابت نشده است. یکی از دلایلی که ممکن است اصلا وجود نداشته باشد، عدم وجود نشانه هایی از آن در منظومه شمسی است. حدود 10 تا 15 سال پیش هنوز گروه نسبتاً بزرگی از فیزیکدانان وجود داشتند که معتقد بودند اثرات ماده تاریک را می توان با پدیده های دیگری توضیح داد: به عنوان مثال، انحنای فضا، هندسه خاص فضای وسیع و غیره. اما این نسبت اخیراً به تدریج کاهش یافته است – فرضیه وجود ماده تاریک تقریباً به فرضیه اصلی دانشمندان تبدیل شده است.
به گفته نویسندگان مقاله، اکنون، پس از اولین کشف زیرهالههای ماده تاریک، آنها هدف خود را ترسیم نقشهبرداری هر چه بیشتر از این زیرهالهها در سراسر کهکشان قرار دادهاند.