توسعه روشی جدید برای اندازه‌گیری جرم ماده تاریک

دانشمندان اسپانیایی با ابداع روشی جدید امکان اندازه‌گیری جرم ماده تاریک و تأیید صحت روش‌های دیگر برای مشاهده این ماده نامرئی را فراهم کرده اند، این موضوع در مقاله تحقیقاتی منتشر شده در مجله Nature Astronomy بیان شده است.

محققان می‌گویند: مشکل تعیین جرم دقیق خوشه‌های کهکشانی یکی از مهم‌ترین و قدیمی‌ترین مسائل در نجوم است. 

محققان گفتند: رویکردی که ما ایجاد کرده‌ایم عموماً از نظر دقت اندازه‌گیری کمتر از روش‌های موجود برای تعیین جرم خوشه‌های کهکشانی نیست و این امکان را به ما می‌دهد تا از آنها برای راستی آزمایی مستقل از تخمین‌های فعلی استفاده کنیم. 

این رویکرد برای تعیین جرم ماده تاریک در کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی توسط تیمی از ستاره‌شناسان اسپانیایی به سرپرستی سوزانا پلانلیس، محقق دانشگاه والنسیا، ایجاد شد. ماهیت این روش در این واقعیت نهفته است که فرآیند تشکیل خوشه‌های کهکشانی منجر به تشکیل تعداد زیادی امواج ضربه‌ای می‌شود که قدرت، اندازه و ساختار آنها به میزان توزیع ماده مرئی و تاریک در گروه کهکشان‌ها بستگی دارد. 

انتشار حاصل از این امواج اخیراً توسط تلسکوپ‌های سوزاکو و وریتاس شناسایی شد و دانشمندان را به این پرسش سوق داد که آیا می‌توان از مشاهدات این درخشش برای تعیین جرم دقیق ماده تاریک در خوشه‌های کهکشانی بزرگ استفاده کرد.

دانشمندان خاطرنشان کردند که روش‌های کنونی همیشه اجازه نمی‌دهد که تخمین‌های قابل اعتمادی از جرم این خوشه‌ها به دست آوریم، که اخترشناسان را مجبور می‌کند به دنبال جایگزین‌هایی برای تأیید این نتایج اندازه‌گیری باشند.

اخترشناسان اسپانیایی با هدایت این ایده، یک مدل کامپیوتری از گروه بزرگی از کهکشان‌ها ایجاد کردند و چگونگی تغییر خواص و تشعشعات امواج ضربه‌ای که تولید می‌کنند را در طول تکامل این گروه از کهکشان‌ها پیگیری کردند.

محاسبات انجام شده توسط محققان نشان داد که جرم ماده تاریک در چنین خوشه‌های کهکشانی را می‌توان بر اساس انتشار امواج ضربه‌ای با دقت تقریباً ۳۰ درصد، حتی در فواصل نسبتاً بزرگ، معادل حدود ۹.۳ میلیارد سال نوری، تخمین زد.

همانطور که محاسبات دانشمندان نشان داده است، چنین اندازه گیری‌هایی را می‌توان با استفاده از تلسکوپ مداری آتنا اروپایی، که قرار است در سال ۲۰۳۵ به فضا پرتاب شود، و همچنین جانشین آن یعنی کاوشگر وب کیهانی انجام داد.

اطلاعاتی که آنها در مورد جرم ماده تاریک در خوشه‌های بزرگ کهکشانی جمع آوری کردند، برای اولین بار به بررسی مستقل ایده‌های پذیرفته شده در مورد ساختار جهان و همچنین بررسی دقیق سهم ماده تاریک از کل انرژی کیهان کمک می‌کند. 

منبع: تاس