ماده تاریک همیشه یکی از معماهای علم نجوم بوده است و دانشمندان سال‌هاست که در مورد این ماده مبهم مشغول مطالعه و تحقیق هستند. دانشمندان پیش از این دریافته بودند که ماده تاریک یک ماده جدید است و در کهکشان‌های دوردست و قدیمی وجود ندارد اما اخیرا یک مطالعه در کشور شیلی نشان داد که قدیمی‌ترین کهکشان شناخته شده در هستی حاوی مقادیر زیادی ماده تاریک است و این یافته باعث شگفتی و تردید در محافل اخترشناشی شد. در این مقاله اختصاصی از مجله قرمز نتایج مطالعاتی را که به کشف مقادیر زیادی ماده تاریک در یک کهکشان بسیار دور انجامیده است بیان خواهیم کرد، کهکشانی در فاصله یازده میلیارد سال نوری از زمین به نام کازمیک سیگال.
وجود ماده تاریک در یک کهکشان دوردست
دانشمندان اخیرا دریافته‌اند که یک کهکشان به نام کازمیک سیگال Cosmic Seagull در فاصله ۱۱.۳ میلیارد سال نوری در حال حرکت سریع و جذب گازهای و ستاره‌های اطراف خود است، آن‌ها در بررسی‌های خود به این نتیجه رسیده‌اند نیرویی نامرئی که این کهکشان را به حرکت وامی‌دارد از وجود ماده تاریک در آن خبر می‌دهد. ورونیکا موتا دانشمند اخترفیزیک از دانشکاه والپارایزو در شیلی و همکارانش در هشتم آگوست سال ۲۰۱۸ این نتایج را در گزارشات خود بیان کردند و اعلام کردند همان طور که در دنیای پیرامون ما، هاله‌ای از ماده تاریک کهکشان‌هایی مانند کهکشان ما را در برگرفته است در گذشته‌های بسیار دور نیز چنین بوده است.
موتا و همکارانش از تلسکوپ های رادیویی در مقیاس میلی‌متری و کوچک‌تر برای اندازه گیری سرعت گازهایی که از مرکز کهکشان کازمیک سیگال در حرکت هستند استفاده کردند. این تلسکوپ‌ها در بیابان آتاکامای شیلی قرار دارند و نتایج به دست آمده از آن نشان داد که ستارگان این کهکشان با دور شدن از مرکز، با سرعت بیشتری حرکت می‌کنند. چنین الگوی حرکتی در سیستم‌های چرخشی بسیار عجیب است به طور مثال وقتی سیارات دور یک ستاره حرکت می‌کنند سرعت حرکت سیارات دورتر به ستاره، کمتر از سرعت حرکت سیارات نزدیک است مثلا سرعت گردش پلوتون به دور خورشید بسیار کمتر از زهره و عطارد است. پس این یافته وجود چیز متفاوتی را در کهکشان کازمیک سیگال نشان می‌دهد که دانشمندان آن را به وجود مقدار زیاد و غالب ماده تاریک در این کهکشان تعبیر کرده‌اند.
تناقض با یافته‌های قدیمی در مورد وجود ماده تاریک
یافته‌های تیم ورونیکا موتا تضاد قابل توجهی با یافته‌های قبلی دارد که ادعا می‌کردند ماده تاریک در کهکشان‌های دوردست و قدیمی وجود نداشته و یا به مقدار بسیار کمی وجود داشته است. در سال ۲۰۱۷ رینهارد گنزل در مرکز ماکس پلانک آلمان به همراه همکارانش روی صد کهکشان قدیمی مختلف مطالعاتی انجام داده و از روی سرعت حرکت سیارات به این نتیجه رسیده بود که هیچ ماده تاریکی در آن‌ها وجود ندارد. علت این تناقض در این است که کهکشان کازمیک سیگال در پس یک خوشه گلوله قرار دارد (خوشه گلوله یا Bullet Cluster یعنی دو خوشه کهکشانی که در اثر جاذبه در حال برخورد به یکدیگر هستند) که ماده عادی آن از ماده تاریک آن مجزا است. جرم این خوشه گلوله در مرکز آن متمرکز شده و به اخترشناسان این امکان را می‌دهد که جزئیات کهکشان را با دقت بیشتری مشاهده کنند.
نتایج تحقیقات جدید در میان انجمن اخترشناسی با هیجان و تردید روبرو شده است و می‌تواند نشانه وجود ماده تاریک در کهکشان‌های دیگری هم باشد که هنوز مورد بررسی قرار نگرفته‌اند. موتا و همکارانش در حال حاضر توانسته‌اند وجود ماده تاریک را در دورترین کهکشان شناخته شده نشان دهند که آن را مدیون خوشه گلوله‌ای هستند که مثل یک تلسکوپ عمل کرده و کار مشاهده را از سطح زمین ساده‌تر کرده است. اگرچه دقت تحقیقات موتا و همکارانش بسیار بالا است اما مشاهدات آن‌ها محدود بوده است و تنها یک کهکشان با این شرایط بررسی شده است که کوچک‌تر و کم جرم‌تر از کهکشان‌های مشاهده شده قبلی هستند. علاوه بر این مشاهدات این گروه، تمام سطح دیسک کهکشان را شامل نمی‌شود و ممکن است سرعت حرکت سیارات در فواصل دیگر متفاوت باشد. خود موتا می‌پذیرد که کاهش سرعت حرکت این سیارات در فواصل دورتر ممکن است اما معتقد است که نتیجه تحقیقات او یک نقطه عطف در مطالعات ماده تاریک به شمار می‌رود و می‌تواند آغازی بر مطالعات گسترده‌تری باشد که دنیای اخترفیزیک را متحول خواهند کرد.
اگر این مقاله مورد توجه شما قرار گرفت می‌توانید مقالات مشابه را در بخش علمی در مجله قرمز شاخه نجوم و هوا و فضا مطالعه کنید. انتقادات و پیشنهادات خود را نیز در بخش نظرات با ما در میان بگذارید.
منبع: Science News (ترجمه و تألیف اختصاصی توسط مجله قرمز)