نیمه گمشده ماده مرئی جهان در ابرهای هیدروژن یونیزه کشف شد, اخترشناسان سرانجام موفق شدند راز ماده گمشده در جهان را حل کنند. مادهای که دههها از نگاه بشر پنهان مانده بود. پژوهش جدید نشان میدهد این ماده به صورت ابرهای عظیم از هیدروژن یونیزه در فضای بین کهکشانی نهان شده است.

به گزارش ساینس الرت، دانشمندان در یک مطالعه تازه متوجه شدند نیمی از ماده مرئی جهان که سالها گمشده شناخته میشد، در فضای اطراف کهکشانها به شکل ابرهای عظیم و نامرئی از هیدروژن یونیزه شده پنهان است.

تحقیقات پیشین پذیرفته بودند که نیمی از ماده گمشده جهان به شکل غبار بین کهکشانی از هیدروژن وجود دارد که بسیار دورتر از هستههای فعال کهکشانها پرتاب شده است. بوریانا هاجیسکا، اخترشناس دانشگاه کالیفرنیا برکلی و آزمایشگاه ملی لارنس برکلی، بیان میکند فکر میکنیم اگر نواحی دورتر از کهکشان را نیز بررسی کنیم، میتوانیم کل گاز گمشده را بیابیم.

برای دقت بیشتر، باید با بهرهگیری از همانندسازیها، تحلیل دقیقتری انجام دهیم؛ کاری که تا به امروز انجام نشده است.اریک است.

بر اساس نظر دانشمندان، بخش قابل توجهی از ماده باریونی گم شده و معلوم نیست کجا رفته است. هیدروژن نزدیک به ۹۰ درصد اتمهای جهان و ۷۳ درصد جرم کل جهان را به خود اختصاص میدهد؛ به همین دلیل بخش عمدهای از ماده باریونی گمشده، هیدروژن است. برآوردها نشان میدهد بیش از ۵۰ درصد هیدروژن موجود در جهان عملاً گم شده است.

ردیابی ماده باریونی گمشده با کمک تابش پسزمینه کیهانی هیدروژن میتواند در فضا تحت تأثیر تابش یونیزه شده و درخشش ضعیفی داشته باشد، اما گازها در فضای بین کهخشانی پراکندهاند و درخشششان آنقدر کم است که با روشهای معمول شناسایی نشوند. دانشمندان در پژوهش جدید راهی دیگر برای یافتن ابرهای نامرئی هیدروژن را گسترش دادهاند.

در این روش که اخیراً مورد توجه قرار گرفته، تغییرات نوری که از پشت این ابرها عبور میکند رصد میشود؛ یعنی رصد تابش پسزمینه کیهانی. این تابش نور نخستین جهان است که مانند فسیلی از دوران آغازین کیهان، سراسر فضا را پر کرده است. سیمون فرارو، کیهانشناس آزمایشگاه ملی لارنس برکلی، میگوید تابش پسزمینه کیهانی پشت هر چیزی در جهان قرار دارد.

این نور در واقع لبه جهان مشهود است؛ به همین دلیل میتوان از این تابش به جای نور پسزمینه بهره گرفت تا بفهمیم گازها کجا قرار دارند. وقتی این نور از بین ابرهای پراکنده هیدروژن یونیزه عبور میکند، بر اثر پراکندگی از الکترونهای موجود در گاز، مقداری روشنتر یا کمنورتر میشود. به این پدیده تأثیر سونیایف-زلدوویچ میگویند. البته تابش پسزمینه کیهانی بسیار ضعیف است و دیدن آن اصلاً آسان نیست.

راهحل دانشمندان برای رفع این مشکل برهم نهادن دادهها بود. محققان دادههای تعداد زیادی رصد را جمعآوری کردند و با قرار دادن آنها روی یکدیگر، ویژگیهای بسیار کمنور را برجسته ساختند. این پژوهش بر روی بیش از یک میلیون کهکشان قرمز درخشان انجام شد که در شعاع نزدیک به ۸ میلیارد سال نوری از راه شیری قرار دارند. نتایج نشان داد هالههای هیدروژنی که این کهکشانها را در بر گرفتهاند، بسیار بزرگتر از آنچه پیشتر فکر میشدند.

حتی گمان میرود این هالهها ممکن است به مراتب بزرگتر از آنچه در این رصد شناسایی شده باشند. فرارو بیان میکند اندازهگیریها کاملاً با این فرضیه سازگارند که ما کل گاز گمشده را آشکار کردهایم! کشف ماده گمشده سوالات تازهای را مطرح کرده است همانطور که در علم اخترشناسی رایج است، این کشف سوالات جدیدی نیز به وجود آورده است.

هالههای هیدروژنی هم از گازهایی که از بیرون به درون کهکشان سقوط میکنند تغذیه میشوند، و هم از فازهای فعال سیهچالههای ابرپرجم مرکز کهکشانها. هنگامی که سیهچاله با نرخ بالا تغذیه میکند، میدان مغناطیسی آن جتهای عظیم از ماده را به بیرون پرتاب میکند که میتوانند میلیونها سال نوری در فضاهای بین کهکشانی گسترش یابند.

این بادهای قوی به صورت شعاعی از مرکز کهکشان به بیرون جریان مییابند و گازهای درون کهکشان را با خود میبرند که باعث کاهش امکان شکلگیری ستارهها میشود. کشف هالههایی بزرگتر از حد انتظار، این گمان را تقویت میکند که فعالیت سیهچالهها ممکن است دورهای باشد؛ یعنی در بازههایی فعال و مجدداً خاموش شوند. این فرضیه با مشاهدات دلنشین دیگری از سیهچالهها همخوانی دارد.

مشاهدات نشان میدهند برخی سیهچالهها که به ظاهر خاموشاند، ناگهان فعال خواهند شد. این اطلاعات برای بهبود مدلهای جاری ما از تحول کهکشانها اهمیت حیاتی دارد. این پژوهش تنها بخشی از پازل است. تلاشهای دیگر برای نقشهبرداری از ماده باریونی گمشده جهان نشان خواهند داد بخشی از این ماده در رشتههایی از ماده تاریک محبوس شدهاند؛ رشتههایی که ساختار شبکه کیهانی را شکل میدهند و کهکشانها را در فواصل بسیار دور به هم متصل میکنند.

مطالعه جدید راهی تازه در اختیار اخترشناسان قرار داده تا بتوانند جستجوی هیدروژن را ادامه دهند. اکنون تنها باید تکههای این پازل را در کنار هم قرار دهیم. نویسندگان این پژوهش در مقاله خود مینویسند این تحقیق مسیر پژوهشی شوقانگیز و جدیدی میگشاید. درک رابطه گاز و ماده تاریک نه تنها به تحلیلهای آینده کیهانشناسی کمک میکند، بلکه به درک ما از شکلگیری و تحول کهکشانها نیز یاری میرساند.

این مقاله قطعهای کلیدی به مجموعهای رو به رشد از مطالعات میافزاید که در تلاشاند پیچیدگیهای گاز کیهانی را در عصر تحقیقات بزرگ کیهانی رمزگشایی کنند. این پژوهش برای انتشار در مجله ارسال شده و هماکنون در پایگاه در دسترس است.