چاپ

ایرانیان جهان - بر اساس محاسبات فیزیکدان‌ها، ذرات اسرارآمیز ماده‌ تاریک با تولید گرما موقعیت خود را فاش می‌کنند. برای اثبات این فرضیه به قدرتمندترین تلسکوپ‌ها نیاز است.

ما در دنیایی پر از ابهام زندگی می‌کنیم. بر اساس توافق ستاره‌شناسان، به‌طور کلی تقریبا 85 درصد از جرم کل جهان از ماده‌ای عجیب و اسرارآمیز تشکیل شده است؛ ذراتی فرضی به نام ماده‌ی تاریک. کهکشان راه شیری که به‌صورت دیسکی مسطح و درخشان ظاهر می‌شود، در هاله‌ای بسیار بزرگ قرار دارد که با حرکت به سمت مرکز متراکم‌تر می‌شود؛ اما ماهیت اصلی ماده‌ی تاریک، گریزان بودن آن است. این ماده با نیروهای الکترومغناطیس مثل نور واکنش نمی‌دهد؛ همچنین برخوردهای احتمالی با ماده‌ی تاریک به‌ندرت رخ می‌دهند و به‌‌سختی قابل تشخیص‌اند. فیزیک‌دان‌ها برای پی بردن به واکنش‌های ماده‌ی تاریک، آشکارساز‌های ساخته‌شده از تراشه‌های سیلیکونی را روی زمین نصب کردند. آن‌ها به بررسی تأثیر ماده‌ی تاریک بر اجرامی مثل ستاره‌های نوترونی و اجرام دیگری می‌پردازند. به گفته‌ی ربکا لین، فیزیک‌دان ذرات از آزمایشگاه ملی شتاب‌دهنده‌ی SLAC: از وجود ستاره‌ها و سیاره‌ها آگاهیم و می‌دانیم بر هاله‌ی راه شیری تأثیر می‌گذارند. این اجرام با حرکت در هاله با ماده‌ی تاریک هم برخورد می‌کنند. در نتیجه لین بررسی مجموعه‌ی وسیعی از سیاره‌های فراخورشیدی را پیشنهاد می‌دهد. او معتقد است باید از مجموعه‌های بزرگ غول‌های گازی یا سیاره‌های مشابه مشتری برای این بررسی استفاده کرد. ماده‌ی تاریک می‌تواند در دام جاذبه‌ی سیاره‌های گرفتار شود. در این صورت ذرات با یکدیگر برخورد و گرما تولید می‌کنند. این گرما جمع و باعث داغ‌تر شدن سیاره به‌ویژه در نزدیکی مرکز متراکم کهکشان می‌شود. لین و همکار او جوری اسمیرنف از دانشگاه ایالتی اوهایو، در ماه آوریل مقاله‌ای در مجله‌ی Physical Review Letters منتشر کردند. بر اساس این پژوهش، با اندازه‌گیری مجموعه‌ای از دماهای سیاره‌ی فراخورشیدی به سمت مرکز راه شیری، می‌توان رد ماده‌ی تاریک را از طریق گرمای غیر منتظره آشکار کرد. مقاله‌ی پژوهشگرها بر اساس محاسبات است نه مشاهدات؛ اما بر اساس پیش‌بینی لین و اسمیرنف، افزایش دما چشمگیر است و البته به‌زودی دماسنج جدیدی دست خواهیم یافت؛ تلسکوپ فضایی جیمز وب که طبق پیش‌بینی، پاییز امسال پرتاب خواهد شد. جیمز وب یک تلسکوپ مادون قرمز و قدرتمندترین نمونه‌ای است که تاکنون به دست بشر ساخته شده. به گفته‌ی جوزف برامانت، فیزیکدان ذرات در دانشگاه کوین و مؤسسه‌ی مک دونالد اونتاریو: «روش گرمایی، روشی نوآورانه و شگفت‌انگیز برای کشف ماده‌ی تاریک است.» برامانت در گذشته به بررسی احتمال کشف ماده‌ی تاریک روی سیاره‌ها پرداخته بود. او معتقد است کشف سیاره‌ها‌ی به‌شدت داغ که به سمت مرکز راه شیری قرار دارند، نشانه‌ای خوب برای کشف ماده‌ی تاریک است. کمتر از سی سال از کشف اولین سیاره‌‌های فراخورشیدی می‌گذرد. از آنجا که این سیاره‌ها بسیار کم‌نورتر از ستاره‌ها هستند به‌سختی می‌توان آن‌ها را رصد کرد؛ این سیاره‌ها معمولا از طریق مسدود کردن نور ستاره‌ی میزبان کشف شده‌اند. ستاره‌شناسان همچنین از طریق روش‌هایی مثل میکرولنز به اندازه‌گیری سیاره‌های فراخورشید پرداختند. تاکنون 4375 سیاره‌ی فراخورشید کشف شده‌اند؛ اما هنوز 300 میلیارد سیاره‌ی کشف‌نشده در راه شیری باقی مانده‌اند.

ایرانیان جهان

آیا ماده تاریک مجموعه‌ای از سیاهچاله‌ها است که در طول بیگ‌بنگ تشکیل شدند؟ ماده تاریک کهکشان راه شیری کجا است؟
تست دوردست به بررسی دماهای کوتوله‌های قهوه‌ای و سیاره‌های سرگردان اختصاص دارد که به‌صورت آزادانه خارج از منظومه‌ی خورشیدی حرکت می‌کنند. یافتن دماهای بالای با تلسکوپ مادون قرمزی مثل جیمز وب، یک برد بزرگ برای درک ماهیت و کشف روند گرمایشی توزیع ماده‌ی تاریک در کهکشان است. قبل از هرگونه تحلیلی، پژوهشگرها باید سیاره‌ها را ببینند. تلسکوپ مادون قرمز جیمز وب ناسا، وظیفه‌ی گرماسنجی خود را در سال جاری آغاز خواهد کرد. لین و اسمیرنف امیدوار هستند بتوانند از این تلسکوپ برای اثبات فرضیه‌های خود استفاده کنند. بر اساس گزارش‌ها، جیمز وب از حساسیت کافی برای مشاهده‌ی سیاره‌های گرم‌تر از 376 درجه‌ی سانتی‌گراد در محدوده‌ی 100 پارسکی از مرکز راه شیری برخوردار است. لین همچنین به‌دنبال همکاری با دانشمندان سیاره‌ای برای برداشتن گام‌های بعدی است. بر اساس انتظار‌ها داده‌های جیمز وب از دیگر جستجوها هم برای تحلیل‌های او مناسب هستند. اگر روند گرمایشی در داده‌ها آشکار شود به‌سختی می‌تواند توضیحی غیر از ماده‌ی تاریک داشته باشد؛ اما اگر این نظریه اثبات نشود چطور؟ به گفته‌ی لین: حتی در صورت شکست، باز هم به داده‌های جدیدی از جهان دست خواهیم یافت. تا زمانی‌که در عمل بررسی‌ها را آغاز نکنیمُ نمی‌توانیم با اطمینان سخن بگوییم.