کهکشان کوتوله ی تاریک پنهان شده در تصویر عدسی گرانشی ALMA

درسال2014 ستاره شناسان،اجسام عظیم متنوعی را برای تست کردن توانایی وضوح بالای تلسکوپ بررسی کردند.

یکی از این تصاویر آزمایشی،حلقه ی انیشتین بود.حلقه ی انیشتین توسط گرانش کهکشان نزدیک ایجاد میشود که نور منتشر شده از کهکشان 12میلیارد سال نوری دور تر را خم میکند.

این پدیده که عدسی گرانشی نامیده میشود،توسط تءوری نسبیت عام انیشتین پیش بینی شده بود.عدسی گرانشی ابزاری قدرتمند برای مشاهده و بررسی کهکشان هایی که بسیار دور هستند،اراءه میدهد.

در مقاله ی جدیدی که برای چاپ پذیرفته شده است یاشار هزاوه (Yashar Hezaveh ) و تیمش در دانشگاه استنفورد کالیفرنیا،به طور مفصل توضیحاتی را درباره ی این که چگونه این تصویر نشانه هایی از کهکشان کوتوله ی تاریک را که در هاله ی کهکشان های نزدیکتر ظاهر کرده است،داده اند. هزاوه می گوید:" ما میتوانیم این اجسام دیده نشدنی را همان طور که قطره های کوچک باران را روی پنجره مشاهده میکنیم،پیدا کنیم.شما میدانید که آن ها آنجا هستند به خاطر محو بودن تصویر پس زمینه ی اجسام!"

در مورد قطره ی باران،محو بودن تصویر توسط شکست ایجاد شده است.در این تصویر،محو شدگی های مشابه نیز توسط اثر گرانشی ماده تاریک به وجود آمده است.

تءوری های رایج،ماده ی تاریک را(که حدودا80 درصد از جرم کل جهان را تشکیل میدهد)به عنوان ماده ای که توسط بخش هایی نامشخص-که برنور مرءی یا پرتوهای دیگر الکترومغناطیسی تاثیر ندارد-ایجاد شده است،اراءه میدهند.

ماده ی تاریک چون جرم محسوسی دارد، میتواند توسط اثر گرانشی شاناسایی شود.برای این تحلیل،محققان هزاران کامپیوتر را که به صورت موازی در طی هفته های بسیار کار میکردند تهیه دیدند.همچنین از سوپر کامپیوترهای پیشرفته ی دنیا مثل Blue Waters استفاده کردند.

توسط این محاسبه های بسیار محققان قادربودند تا فهم هاله ی عدسی گرانشی و منطقه ی بدون ستاره ی پراکنده شده در اطراف آن را با هم ترکیب کرده و خوشه ی کهکشانی مشخصی که جرم آن کمتر از هزار برابر جرم کهکشان راه شیری ست را کشف کنند.

به خاطر رابطه ی بین کهکشان بزرگتر،جرم تخمین زده شده و عدم وجود نقطه ی مقابل اپتیکی ستاره شناسان باور داشتند که این گرانش غیرعادی ممکن است بر اثر تسلط عدسی گرانشی بر ماده ی تاریک بسیار زیادی به وجود آمده باشد.

برطبق این پیش بینی های نظری،حاشیه ی بسیاری از کهکشان ها میبایست توسط این کهکشان های کوتوله و اجرام این چنینی پر شده باشد.حتی اطراف کهکشان راه شیری ما نیز،ستاره شناسان میتوانند تنها40جرم را شناسایی کنند درحالی که هزاران جرم پیش بینی شده اند که وجود داشته باشند.

ستاره شناس Neal Dalal در دانشگاه Illinoisمیگوید:" این ناهمخوانی بین تعداد قمرهای مشاهده شده و نسبت فراوانی اجرام پیش بینی شده،نزدیک به دو دهه یک مسءله ی مهم در کیهان شناسی بوده که حتی توسط برخی از محققان"بحران" نامیده شده است.اگر این اجرام کوتوله توسط ماده ی تاریک تحت کنترل درآمده باشند،این موضوع میتواند ناهمخوانی ذکر شده را شرح دهد و همچنین بینش هایی جدید از ماهیت ماده ی تاریک اراءه دهد.

مدل های کامپیوتری تکامل جهان، نشان میدهند که با اندازه گیری مقداری از ماده ی تاریک،ممکن خواهد بود که دمای آن را اندازه گیری کنیم.پس ستاره شناسان با بررسی و اندازه گیری دسته های کوچک ماده ی تاریک اطراف کهکشان های دور میتوانند دمای ماده ی تاریک را حدس بزنند.این موضوع،تاثیر بسیار مهمی بر همواری جهان ما دارد. Daneil Marrone از دانشگاه آریزونا میگوید:"اگر این اجرام نورانی واقعا آنجا نباشند،آن گاه مدل ماده ی تاریک فعلی ما نمیتواند درست باشد و ما باید در مورد آنچه که از ماده ی تاریک فهمیده ایم تجدید نظر کنیم."

ابن بررسی اظهار میدارد که اکثر کهکشان های کوتوله ممکن است واقعا مشاهده نشوند چون آنها بیشتر توسط ماده ی تاریک نامرءی،درست شده اند. Gilbert Holder از دانشگاه McGill در مونترال کانادا میگوید:"اندازه گیری های اکنون ما، با پیش بینی های دمای پایین ماده تاریک همخوانی دارند.اگرچه برای افزایش اطمینان مان نیاز به بررسی و مشاهده ی عدسی های بیشتری داریم."

ستاره شناس هزاوه می گوید:" این یک اثبات خارق العاده از قدرت ALMAست. و ما اکنون مطمئن هستیم که ALMA میتواند این کهکشان های کوتوله را کشف کند.و قدم بعدی ما این است که به دنبال تعداد بیشتری از آن ها بگردیم تا آماری از نسبت فراوانی آنها داشته باشیم.و اگر امکانی برای دمای گرمتر بخش هایی از ماده ی تاریک است،آن را دریابیم."

منبع: Astronomy.com