ماده معمولی گمشده در عالم پیداشد

تصاویر پرتوی ایکس از فضای میان کهکشانی، دو درصد باقیمانده از سهم کیهانی ماده را آشکار کرد. حال اخترشناسان توانسته اند این سهم گمشده را به شکل ماده داغ میان کهکشانی بیابند. طی نیم قرن اخیر، پژوهشگران فهمیده اند که آنچه ما در سراسر عالم می‌بینیم و به عنوان ماده‌ی معمولی می‌شناسیم، کمتر از پنج درصد از محتوای ماده-انرژی عالم را تشکیل می‌دهد.


ماده معمولی گمشده در عالم پیداشد
 
ذوالفقار دانشی| عالم ما جای عجیبی است به طوری که عملا از حدود ۹۵ درصد محتوای آن چیزی نمی دانیم. تمام معلومات فیزیک و شیمی ما مربوط به کمتر از پنج درصد محتوای ماده انرژی عالم است که نزدیک به ۴۰ درصد آن را تا همین چند روز پیش نتوانسته بودیم بیابیم.
 
حال اخترشناسان توانسته اند این سهم گمشده را به شکل ماده داغ میان کهکشانی بیابند. طی نیم قرن اخیر، پژوهشگران فهمیده اند که آنچه ما در سراسر عالم می بینیم و به عنوان ماده ی معمولی می شناسیم، کمتر از پنج درصد از محتوای ماده-انرژی عالم را تشکیل می دهد.
 
مابقی آن را که حدود ۹۶ درصد از عالم را تشکیل می دهد، پدیده های ناشناخته ای مانند ماده ی تاریک و انرژی تاریک تشکیل می دهند که آزمایش ها برای رازگشایی از ماهت آن ها تاکنون به شکست انجامیده است.
 
ماده تاریک، ماده ای است که تنها اثر گرانشی آن را توانسته ایم در کهکشان ها و خوشه های کهکشانی ببینیم و انرژی تاریک، پدیده ای است که به انبساط عالم دامن می زند و آن را لحظه به لحظه سرعت می بخشد.
 
اما جالب این جاست که همان چهار درصد و خرده ای که سهم ماده ی معمولی و شناخته شده است هم، کامل نبود. پژوهشگران سال ها بود که نیمی از این سهم را پیدا نمی کردند.
 
ماده ی معمولی که به نام ماده ی باریونی هم شناخته می شود، از کوارک ها (ذرات بنیادی سازنده ی پروتون و نوترون و ...) و الپتون ها (الکترون، پسرعموهایش و نوترینو های متناظر با آن ها ساخته شده است و هر آنچه در عالم می بینیم، از آن تشکیل شده.
 بیشتر بخوانید: جهان هستی از چه چیزی ساخته شده است؟
اگر جرم تمام ستارگان، سیارات، گردوغبار درون کهکشان ها و خوشه های کهکشانی را جمع کنیم، مقدار آن تنها به ۱۸ درصد کل ماده ی معمولی می رسد. گاز های میان کهکشانی داغ و سرد که خوشه های کهکشانی را در ساختار های رشته مانند عظیمی به نام «شبکه ی کیهانی» به یکدیگر وصل می کنند، ۴۳ درصد ماده ی معمولی را تشکیل می دهند.
 
اما حدود ۴۰ درصد از این محتوا نامشخص می ماند. پژوهشگران، این تفاوت را «باریون گمشده» می نامند. حال پژوهشگران توانسته اند با تحلیل داده های ارسالی از تلسکوپ فضایی XMM-نیوتن، راز این ماده گمشده را آشکار کنند.
 
آن ها در سال های ۲۰۱۵ (۱۳۹۴) تا ۲۰۱۷ (۱۳۹۶)، جمعا به مدت ۱۸ روز، اختروشی را که چهار میلیارد سال نوری با زمین فاصله داشت، زیر نظر گرفتند و رفتار پرتو های ایکس منتشر شده از آن را در این سفر کیهانی طولانی تا رسیدن به زمین بررسی کردند. هر نوع ماده ای که سر راه پرتو های ایکس قرار بگیرد، بخشی از آن را سد می کند و ردی از خود بر جا می گذارد.
 
با بررسی این نشانه ها می توان تعیین کرد که چه نوع ماده ای در کجا وجود دارد. با تحلیل های دقیق، پژوهشگران توانستند رد اکسیژن را در گاز های داغ میان کهکشانی موجود در دو نقطه ی متفاوت بین زمین و آن اختروش بیابند.
 
محاسبات نشان داد که ذخایر عظیمی از ماده به شکل اتم های سنگین تر از هدروژن در فضای میان کهکشانی وجود دارد و مقدار آن با سهم ۴۰ درصدی مفقود همخوانی دارد. ممکن است بگویید که این ذخایر ممکن است به شکل تصادفی در راستای خط دید این اختروش وجود داشته باشند و در بزرگ ترین مقیاس های عالم، چنین چیزی دیده نمی شود.
 
به همین دلیل، پژوهشگران قصد دارند با استفاده از رصدخانه ی فضایی پرتوی ایکس چاندرا و XMM-نیوتن، این مطالعات را برای اختروش هایی که در راستا ها و فواصل دیگر عالم واقع شده اند، تکرار کنند. اگر یافته ی اخیر در مطالعات آینده هم تأیید شود، پژوهشگران به دستاوردی عظیم در درک ساختار های بزرگ مقیاس عالم دست یافته اند.

اختروش چیست؟
اختروش ها، اجرام به شدت درخشانی هستند که از پشت تلسکوپ مانند ستارگان کهکشان خودمان دیده می شوند، اما بررسی خطوط طیفی آن ها نشان میدهد که آن ها در فواصل بسیار دور (چند میلیارد سال نوری از زمین واقع شده اند و بالطبع نمی توانند ستاره باشند.
 
آن ها در واقع، هسته های کهکشانی فعالی هستند که درون آنها، ابرسیاهچاله های پر جرم (میلیون ها و حتی میلیارد ها بار سنگین تر از خورشید) جا خوش کرده اند و ابر عظیمی از مواد خام را در اطراف خود به گردش در آورده اند و آرام آرام آن ها را می بلعند.
 
توده های ماده در مسیر های مارپیچی به درون سیاهچاله سقوط می کنند و آن قدر داغ می شوند که پرتو های شدید ایکس می تابانند و علاوه بر آن، باریکه هایی از ذرات پرانرژی را عمود بر صفحه گسیل می کنند.

اختروش ها(Quasar) پیشتر به عنوان منابع انرژی الکترومغناطیسی شامل امواج رادیویی و نور مرئی با انتقال به سرخ زیاد شناخته می شدند که به ستاره ها شبیه بودند باوجود بحث های مختلف بر سر وجودیت این شئ آسمانی همگی دانشمندان به یک توافق علمی رسیدند که یک اختروش هاله متراکم شده ماده است که ابر سیاهچاله یک کهکشان جوان را احاطه کرده است. ماهیت واقعی اختروش ها به درستی شناخته شده نیست اما بر اساس آخرین مطالعات، اخترشناسان به این نتیجه رسیده اند که انرژی عظیم اختروش ها از فروریزش مواد داخل اَبَرسیاه چاله ی مرکزی کهکشان های جوان تامین می شود.

اختروش ها انتقال به سرخ بسیار بالایی دارند، به این معنی که آن ها با سرعت زیادی از ما در حال دور شدن هستند و بنا بر قانون انبساط عالم هابل این نشان می دهد که در فاصله ی بسیار زیادی از ما قرار دارند. بنابراین نوری که ما از اختروش ها دریافت می کنیم مربوط به میلیاردها سال قبل است، زمانی که عالم بسیار جوان بوده است. این اجرام از پُرانرژی ترین منابع شناخته شده در عالم هستند.

انرژی تابش شده از یک اختروش معادل هزار میلیارد ستاره همانند خورشید است. این انرژی در تمام طول موج های الکترومغناطیسی تابش می شوند اما اوج انرژی معمولاً در محدوده پرتوهای فرابنفش و مرئی است. طیف تابش شده از اختروش ها بسیار با طیف یک ستاره تفاوت دارد و به این طریق می توان اختروش ها را از ستاره ها متمایز کرد. تا کنون حدود ۲۰۰۰۰۰ اختروش شناسایی شده است اما این همه ی اختروش های موجود در عالم را شامل نمی شود، چرا که تا به حال فقط بخش کوچکی از کل آسمان برای یافتن اختروش ها رصد شده است.

اختروشها اجرام اسرارآمیزی هستند که ستاره شناسان آن ها را در سال ۱۹۶۰ کشف کردند آن ها همچون کهکشان ها منابعی از نور و امواج رادیویی اند به نظر می رسد که آن ها دورترین اجرام شناخته شده باشند. با این حال بسیار نورانی اند یعنی به روشنایی صدها کهکشان ولی بسیار کوچکتر از بیشتر کهکشان ها. این پرسش مطرح است که چگونه یک جسم کوچک می تواند چنین نوری تولید کند.

احتمالاً حفره ای سیاه درون مرکز اختروش باعث نابودی آن می شود و پیش از نابود شدن نوری شفاف و درخشان پدید می آورد.

در حالی که بحث در باره ماهیت این اشیاء وجود داشت تا اوایل سال ۱۹۸۰، هیچ توافقی در باره ماهیت آنها وجود نداشت و حالا یک، توافق علمی وجود دارد که اختروش، یک ناحیه متراکم و فشرده در مرکز، یک کهکشان بزرگ می باشد که سیاهچاله بسیار بزرگی را احاطه کرده است. اندازه آن برابر شعاع شواتز شیلد سیاه چاله می باشد.

 

اختروش توسط صفحه به هم پیوسته اطراف سیاهچاله، قدرت خود را به دست می آورد. درخشان ترین اختروشها با سرعتی انرژی خود را ساطع می کنند که می تواند فراتر از خروجی میانگین کهکشان ها باشد که معادل با یک تریلیون خورشید می باشد.

ستاره شناسان چندی پیش با بررسی ۱۴۰.۰۰۰ اختروش، سرعت انبساط کیهان را طی ۱۰.۸ میلیارد سال گذشته، تاکنون اندازه گیری و ترسیم کردند.

منبع: مجله دانستنی ها، سایت بیگ بنگ
 
loading...

اطلاعات خبر


بازدید: 26
چاپ خبر
منبع:سایت خبری تحلیلی فرادید

کد خبر:1303881

شارژ رایگان

شارژ

با دوستان خود به اشتراک بگذارید

مطالب پیشنهادی از سراسر وب

خبرهای مرتبط

پربازدیدترین اخبار

—>