ماده تاریک بر این کهکشان ها تسلط محکمی دارد

کهکشان بیضوی NGC ۱۲۷۰ در فاصله‌ای حدود ۲۴۰ میلیون سال نوری از زمین قرار دارد. این کهکشان تنها نیست؛ بلکه بخشی از خوشه عظیم پرسئوس (آبل ۴۲۶) است که یکی از درخشان‌ترین منابع اشعه ایکس در آسمان شب و همچنین یکی از پرجرم‌ترین اجرام کیهانی محسوب می‌شود.

NGC ۱۲۷۰ در تصویری جدید از تلسکوپ Gemini North برجسته است. با این حال، این تصویر قادر به نمایش ماده تاریک که در کهکشان و سایر کهکشان‌های خوشه پرسئوس حضور دارد، نیست. ماده تاریک در واقع نیرویی است که بر این کهکشان‌ها سلطه دارد.

ستاره‌شناسان قدیم، حتی ادوین هابل، از قدرت تلسکوپ‌های امروزی شگفت‌زده می‌شدند. در دوران هابل، کهکشان‌ها هنوز تاریک و ناشناخته بودند و به‌عنوان سحابی شناخته می‌شدند. در آن زمان، حتی ماهیت کهکشان آندرومدا نیز مشخص نبود. در سال ۱۹۲۴، هابل توانست نشان دهد که ستارگان منفرد در این “سحابی‌ها” بسیار فراتر از مرزهای کهکشان راه شیری قرار دارند.

اکتشافات هابل نشان داد که جهان از صدها میلیارد یا حتی تریلیون‌ها کهکشان تشکیل شده است. امروزه، ستاره‌شناسان از تلسکوپ‌های پیشرفته برای بررسی دقیق کهکشان‌ها استفاده می‌کنند. یکی از برجسته‌ترین ابزارهای تحقیقاتی، تلسکوپ فضایی جیمز وب است که به بررسی کهن‌ترین کهکشان‌های جهان می‌پردازد.

علاوه بر این، اجرام عظیمی مانند خوشه پرسئوس به ما کمک می‌کنند تا حضور ماده‌ای مرموز و نامرئی به نام ماده تاریک را درک کنیم. این ماده تاریک است که کهکشان‌ها را به‌عنوان یک گروه واحد به هم متصل می‌کند و باعث می‌شود که آنها در کنار هم بمانند.

برخی دانشمندان پیشنهاد می‌دهند به جای “ماده تاریک” از اصطلاح دقیق‌تر “ماده نامرئی” استفاده کنیم. اما به هر حال، این ماده بیشتر ماده جهان را تشکیل می‌دهد و بر ستارگان، سیارات و سایر اجرام کیهانی اثر می‌گذارد.

با استفاده از تکنیک‌های مدرن، دانشمندان توانسته‌اند ساختار مقیاس بزرگ جهان را ترسیم کنند. خوشه پرسئوس با رشته‌ای از کهکشان‌ها به نام رشته پرسئوس-پگاسوس که بیش از یک میلیارد سال نوری امتداد دارد، در ارتباط است. اگر ماده تاریک وجود نداشت، جهان به‌مراتب همگن‌تر بود و کهکشان‌ها به‌طور یکنواخت در سراسر فضا توزیع می‌شدند.

ستاره‌شناس آمریکایی، ورا روبین، با مشاهده حرکت سریع ستارگان در لبه کهکشان‌ها نشان داد که ماده تاریک باید وجود داشته باشد. او متوجه شد که این ماده نامرئی باید شش برابر بیشتر از ماده مرئی کهکشان‌ها باشد.

اگرچه دانشمندان هنوز ماهیت دقیق ماده تاریک را نمی‌دانند، اما آنها می‌توانند نقشه آن را از طریق مشاهده تاثیرات گرانشی‌اش روی کهکشان‌ها ترسیم کنند. مدل کیهان‌شناسی Lambda-CDM یکی از مدل‌های پذیرفته شده‌ای است که ماده تاریک سرد را توصیف می‌کند.

این مدل بسیاری از مشاهدات ما درباره کیهان را توضیح می‌دهد؛ اما حتی با وجود این مدل، ما هنوز نمی‌دانیم ماده تاریک چیست. بسیاری از دانشمندان معتقدند که این ماده نوعی ذره ناشناخته است، اما هنوز شواهدی قطعی در این باره نداریم.

سوالات متداول