شاهکار جدید تلکسوپ جیمز وب: دقیقترین نقشه از ماده تاریک در کیهان تهیه شد
دیجیاتو: ستاره شناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب نقشه ای دقیق از ماده تاریک تهیه کرده اند که به گفته آنها واضح ترین تصویر از “اسکلت گرانشی” کیهان تا به امروز است. این نقشه جدید نشان می دهد که چگونه این ماده نامرئی باعث شکل گیری ساختارهای بزرگ از دوران اولیه کیهان شده است.
نتایج این تحقیق که در مجله Nature Astronomy منتشر شده است با داده های دوربین مادون قرمز جیمز وب و بررسی حدود ۸۰۰۰۰۰ کهکشان در میدان COSMOS به دست آمده است. این میدان یکی از شناخته شده ترین مناطق آسمان برای مطالعه شکل گیری و خوشه بندی کهکشان ها به حساب می آید.
ریچارد ماسی، فیزیکدان دانشگاه دورهام و یکی از نویسندگان مقاله، ماده تاریک را نوعی اسکلت گرانشی توصیف کرد که همه چیز در آن فرو می ریزد. او می گوید در این نقشه روند شکل گیری این چارچوب گرانشی به طور مستقیم قابل مشاهده است.
ماده تاریک تقریباً پنج برابر بیشتر از ماده معمولی در جهان است، اما نوری از خود ساطع نمی کند. دانشمندان حضور آن را از اثرات گرانشی تشخیص می دهند. یعنی به دلیل اینکه چگونه مسیر حرکت و توزیع ماده مرئی را تغییر می دهد. با ردیابی این تغییرات، محققان مکان خوشه های ماده تاریک و نقش آن ها در هدایت شکل گیری کهکشان ها را درک می کنند.
تیم جیمز وب از پدیده ای به نام «همگرایی ضعیف گرانشی» برای ساختن این نقشه جدید از ماده تاریک استفاده کردند. این پدیده به خمش بسیار ظریف نور به دلیل انبوه ساختارهای نامرئی در مسیر اشاره دارد. همانطور که ماده تاریک در رشته های کیهانی انباشته می شود، گرانش آن مسیر فوتون ها را در کهکشان های پس زمینه خم می کند و آنها را کشیده یا کمی کج به نظر می رساند.
سپس محققان با اندازه گیری میزان این تبدیل در شکل کهکشان های پس زمینه، میزان ماده تاریک و نحوه توزیع آن را محاسبه کرده اند.
برای این پروژه تلسکوپ جیمز وب بخش ثابتی از آسمان را در میدان COSMOS به مدت ۲۵۵ ساعت رصد کرده است. محققان با کنار هم قرار دادن دادههای بهدستآمده، شبکهای از رشتههای ماده تاریک را که کهکشانها روی آن قرار دارند، بازسازی کردند.
میدان COSMOS نیز به طور گسترده توسط تلسکوپ فضایی هابل مورد مطالعه قرار گرفت. حدود دو دهه پیش، تصاویر هابل از این منطقه دیدگاه جدیدی از نحوه شکل گیری و خوشه کهکشان ها ارائه کرد. اکنون جیمز وب این دید را با توانایی های مادون قرمز خود گسترش داده و به گذشته کیهانی نفوذ کرده است.
دیانا اسکوگنامیگلیو، نویسنده اصلی مقاله از آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا، گفت ساختارهای نشان داده شده توسط جیمز وب با نتایج هابل مطابقت دارد، اما جزئیات بسیار بیشتری وجود دارد که “شگفت انگیز” است.
مشاهدات مادون قرمز به اخترشناسان اجازه می دهد تا “وب کیهانی” را بهتر شناسایی کنند. شبکه ای از رشته های به هم پیوسته ماده تاریک که کهکشان ها مانند دانه های تسبیح روی آن ردیف شده اند. این رشتهها محل اولین تودههای کیهانی پس از انفجار بزرگ را مشخص میکنند و شواهد مستقیمی هستند از اینکه چگونه گرانش ماده معمولی را به درون این سوراخها کشیده است.
این تحقیق مجموعه داده ای را در اختیار جامعه علمی قرار داده است که سال ها مورد استفاده قرار گرفته است. راشل ماندلبام، فیزیکدان دانشگاه کارنگی ملون که در این پروژه مشارکت نداشت، میگوید این دادهها به ما کمک میکنند به سؤالات اساسی در مورد توزیع ماده در جهان و تکامل کهکشانها پاسخ دهیم.
همچنین نقشه ماده تاریک جدید جیمز وب قرار است در ماموریت های آینده مورد استفاده قرار گیرد.
با ترکیب این داده ها، فیزیکدانان امیدوارند به ماهیت واقعی ماده تاریک نزدیک شوند. نقشه جدید جیمز وب می تواند مبنایی برای یک مدل سه بعدی از جهان باشد که داده های همه این ماموریت ها را یکپارچه می کند.
