امید برای یافتن نشانی از ماده باقی‌مانده از انفجار بزرگ راه شیری

ستاره‌شناسان می‌گویند که کهکشان راه شیری توسط  یک «هاله‌ انبوه» احاطه شده است که می‌تواند یک ماده مرموز ناپیدا را در خود پنهان کرده باشد.

به گزارش پایگاه خبری تحقیق و توسعه، دانشمندان می‌گویند کهکشان‌‌ها در حلقه‌ای از گازهای داغ پیچیده شده‌اند که همزمان با تولد و مرگ ستاره‌ها، مدام در حال جوش و خروش است.

محققان می‌گویند ممکن است درون این هاله یک ذره بنیادی پنهان مانده باشد که تصور می‌رود از بدو تولد جهان وجود داشته است، اما تا کنون اثری از آن یافت نشده است.

اکتشافات جدید مبتنی است بر مشاهدات «هالوست» که یک «مینی‌ماهواره» است که توسط دانشگاه آیووا ساخته شده است و از بودجه بخش اخترفیزیک ناسا تامین مالی می‌شود. یافته‌های جدید در مقاله‌‌ای در مجله نیچر استرونومی منتشر شده است.

باور بر این است که کهکشان راه شیری در حدود ۱۰ میلیارد سال پیش از دل این هاله داغ که «محیط کشت کهکشانی» نامیده می‌شود، شکل گرفته است. محققان فضاپیمای مذکور را برای یافتن اشعه ایکس ساطع شده از محیط کشت کهکشانی در تلاش برای درک بهتر رفتار و شکل آن ساخته‌اند.

همه کهکشان‌ها محیط کشت کهکشانی خاص خود را دارند و درک نحوه عملکرد آن‌ها نه تنها برای توضیح نحوه شکل‌گیری کهکشان‌ها، بلکه برای فهم چگونگی تبدیل شدن آن‌ها به ترکیبی از ستارگان، سیارات و اجرام دیگر که امروزه با آن‌ها زندگی می‌کنیم، کلیدی است.

فیلیپ کارِت، استاد گروه فیزیک و نجوم دانشگاه آیووا و نویسنده مقاله  مذکور، می‌گوید: «هر جا در کهکشان راه شیری که با شدت بیشتری ستارگان در حال شکل‌گیری باشند، تابش اشعه ایکس از محیط کشت کهکشانی نیز بیشتر است.»

«این امر نشان می‌دهد که محیط کشت کهکشانی با تشکیل ستاره مرتبط است و به احتمال زیاد آنچه ما مشاهده می‌کنیم، گازهایی است که قبلاً در کهکشان راه شیری وجود داشته‌اند و ستاره‌ها از دل آنها متولد شده‌اند، و اینک در محیط کهکشانی در یک چرخه بازیافت افتاده‌اند.»

هدف اصلی هالوست، جست‌وجوی ماده باریونیک است که تصور می‌شود یک ذره اتمی است که از زمان تولد جهان تقریبا ۱۴ میلیارد سال پیش وجود داشته است، اما تاکنون اثری از آن یافت نشده است. محققان می‌پندارند که این ماده می‌تواند در محیط کشت کهکشانی پنهان مانده باشد و بررسی محیط کشت کهکشانی شاید بتواند به یافتن آن ماده کمک کند.

به منظور پاسخ به این پرسش، محققان کوشیدند تصویری از ماهیت محیط کشت کهکشانی بسازند. آن‌ها با کمک مینی‌ماهواره می‌خواستند بفهمند که آیا هاله بزرگ و گسترده و چندین برابر جرم کهکشان ما است، که در این صورت اتم‌های کافی برای ماده باریونیک احتمالاً در آن وجود خواهد داشت، یا تُنُک و پف‌کرده و مملو از مواد بازیافتی است، که در آن صورت احتمالاً نمی‌توان ماده باریونیک در آن یافت. تحقیق جدید حاوی یک نتیجه قطعی نیست.

پروفسور کارِت می گوید: «آنچه انجام داده‌ایم، قطعاً نشان می‌دهد که بخشی از محیط کشت کهکشانی با چگالی بالا وجود دارد که پر از اشعه ایکس است.»

«اما هنوز این احتمال هم هست یک هاله پهن و گسترده باشد و چگالی اشعه ایکس در بخش‌های عمده آن پایین باشد. تشخیص آن هاله کم‌نور دشوار است و به خوبی قابل رؤیت نیست.»

«بنابراین با هالوست به تنهایی نمی‌توانیم  پاسخ پرسش را بدهیم. واقعاً نمی‌توانیم بگوییم که آیا با یک هاله پهناور روبه‌رو هستیم یا نه.»

اما داده‌ها نشان می‌دهد که هاله به شکل نامنتظره‌ای در جاهایی انبوه است و مناطق متراکمی در آن وجود دارد که ستارگان در آن تشکیل می‌شوند و مواد بین محیط کشت کهکشانی و کهکشان در رفت‌و‌آمد است.

کارت می‌گوید: «به نظر می‌رسد که کهکشان راه شیری و کهکشان‌های دیگر، سیستم‌های بسته‌ای نیستند. آن‌ها در واقع در تعامل هستند؛ مواد را از محیط کشت کهکشانی می‌گیرند و به آن پس می‌دهند.»

اخترشناسان امیدوارند که ترکیب داده‌های مینی‌ماهواره با دیگر مشاهدات انجام‌شده از دیگر نقاط جهان بتواند آنها را به درک آن که احتمالاً آن ماده ناپیدا را کجا بتوان پیدا کرد، نزدیک کند.

پروفسور کارت می‌گوید: «امید این است که آن باریون‌های ناپیدا یک جایی باشند.» «آنها یا در هاله‌های محیط بر کهکشان‌هایی مانند کهکشان راه شیری هستند، یا جایی در فاصله بین کهکشان‌ها.»

مقاله‌ مذکور در ۱۹ اکتبر در نیچر استرونومی تحت عنوان زیر منتشر شده است:

A disc-dominated and clumpy circumgalactic medium of the Milky Way seen in X-ray emission