اولین جریان ستاره ای فراتر از کهکشان راه شیری می تواند ماده تاریک را آشکار کند

در تصویر بالا نوار ضعیفی از ستارگان در حال کشیده شدن در سراسر کهکشان دیده می شود. این نوع ساختار که به عنوان جریان ستاره‌ای خوشه‌ای کروی شناخته می‌شود، سرنخ‌هایی درباره حرکت و تکامل گذشته خود حفظ می‌کند. با مطالعه این جریان ها، اخترشناسان می توانند در مورد چگونگی توسعه کهکشان ها و نحوه توزیع ماده تاریک در آنها اطلاعات بیشتری کسب کنند.

از آنجایی که این جریان های ستاره ای به گرانش پاسخ می دهند، می توانند به عنوان ردیاب ماده تاریکی عمل کنند که مستقیما قابل مشاهده نیست. تا همین اواخر، ضعف شدید آنها تشخیص و تجزیه و تحلیل آنها را بسیار دشوار می کرد. بهبود در مجموعه داده‌های عظیم نجومی و روش‌های تحلیل پیشرفته اکنون جریان‌های ستاره‌ای را به یکی از امیدوارکننده‌ترین ابزار برای مطالعه کهکشان‌ها تبدیل کرده است.

اولین جریان ستاره ای در فراسوی کهکشان راه شیری پیدا شد

یک تیم بین المللی به رهبری دانشجوی دکترا جولی کیل هولم از موسسه نیلز بور و استادیار سارا پیرسون از DTU Space اکنون اولین کشف در نوع خود را گزارش کرده است. نتایج در Nature، یکی از معتبرترین مجلات علمی جهان منتشر شد.

جولی کیل هولم می‌گوید: "ما یک جریان ستاره‌ای خوشه‌ای کروی را در کهکشانی دیگر کشف کرده‌ایم. این اولین بار است که چنین جریانی در خارج از کهکشان خودمان، کهکشان راه شیری مشاهده می‌شود، که این کشف را به‌ویژه هیجان‌انگیز می‌کند."

یافتن این نوع ساختار فراتر از کهکشان راه شیری به ویژه دشوار است زیرا خود جریان ستاره ای چنین سیگنال ضعیفی را تولید می کند. جریان تازه شناسایی شده همچنین در داخل یک کهکشان فوق پراکنده واقع شده است، نوعی کهکشان که نور بسیار کمی از خود ساطع می کند.

این ترکیب باعث می شود که تشخیص به ویژه قابل توجه باشد.

سارا پیرسون، یکی از نویسندگان، که در زمان استخدامش در موسسه بوهر در موسسه نیلز مشارکت داشت، می‌گوید: "این امکان کاملا جدیدی را ایجاد می‌کند. اکنون نه تنها می‌توانیم به دنبال جریان‌های ستاره‌ای خوشه‌ای کروی در دیگر کهکشان‌ها بگردیم، بلکه در دراز مدت، ممکن است بتوانیم محتوای ماده تاریک کهکشان‌های بسیار پراکنده بیشتری را نیز اندازه‌گیری کنیم."

جریان ستاره ای خوشه کروی دنباله ای طولانی و باریک از ستارگان است که از یک خوشه کروی سرچشمه می گیرد، مجموعه ای متراکم از ستارگان که توسط گرانش در کنار هم نگه داشته شده اند.

این جریان ها زمانی ایجاد می شوند که گرانش کهکشان میزبان اطراف به تدریج ستاره ها را از طریق فرآیندی به نام جداسازی جزر و مدی از خوشه کروی دور می کند.

از آنجایی که گرانش شکل و حرکت جریان‌های ستاره‌ای را تعیین می‌کند، اخترشناسان می‌توانند آن‌ها را مطالعه کنند تا نحوه توزیع جرم در یک کهکشان را بیاموزند. این باعث می شود که این جریان ها برای بررسی ماده تاریک مفید باشند، که تقریبا 80 تا 85 درصد از کل ماده در جهان را نشان می دهد، حتی اگر ماهیت بنیادی آن ناشناخته باقی بماند.

اهمیت این یافته فراتر از شناسایی یک جریان ستاره ای در کهکشان دیگر است. محققان همچنین برای اولین بار نشان دادند که می‌توان از جریان‌های ستاره‌ای خوشه‌ای کروی برای اندازه‌گیری ماده تاریک در کهکشان‌های خارج از راه شیری استفاده کرد.

این توانایی می تواند ارزشمند باشد زیرا ماده تاریک بیشترین جرم کیهان را تشکیل می دهد، با این حال دانشمندان هنوز نمی دانند از چه چیزی ساخته شده است.

جولی کیل هولم می‌گوید: «ما نشان می‌دهیم که یک ابزار تثبیت‌شده از مطالعات راه شیری می‌تواند برای درک کهکشان‌های دیگر استفاده شود، جایی که اندازه‌گیری توزیع ماده تاریک به طور سنتی بسیار چالش برانگیز بوده است.

این تیم بر روی کهکشان فوق پراکنده UGC9050-Dw1 تمرکز کردند و تخمین های جدیدی از جرم کل و نحوه توزیع آن جرم ارائه کردند. تجزیه و تحلیل آنها نشان می دهد که کهکشان حاوی مقدار زیادی ماده تاریک است که مطابق با انتظارات برای کهکشان های فوق پراکنده است.

جولی کیل هولم می گوید: "نتایج ما با مطالعات قبلی و آنچه در مورد ماده تاریک در این کهکشان فوق پراکنده نشان داده اند مطابقت دارد. ما در حال اندازه گیری آن با یک ابزار کاملا جدید هستیم که نشان می دهد این روش فراتر از کهکشان خودمان نیز کار می کند."

گسترش مطالعات ماده تاریک به کهکشان های دیگر

اگرچه تحقیقات فقط بر روی یک کهکشان متمرکز است، اما این روش در نهایت می تواند کاربردهای بسیار گسترده تری داشته باشد. نشان دادن اینکه می‌توان جریان‌های ستاره‌ای خوشه‌ای کروی را فراتر از کهکشان راه شیری مطالعه کرد، می‌تواند به اخترشناسان اجازه دهد تا ماده تاریک را در انواع مختلف کهکشان‌ها بررسی کنند.

هولم جولی می‌گوید: "بینش‌هایی درباره ماده تاریک که قبلا توانسته‌ایم از جریان‌های ستاره‌ای خوشه‌ای کروی به دست آوریم، به یک کهکشان منفرد محدود شده است - کهکشان خودمان. امکان مشاهده این جریان‌ها در انواع کاملا متفاوت کهکشان‌ها، دری را برای استفاده از آنها برای ایجاد درک بسیار گسترده‌تری از نحوه رفتار ماده تاریک باز می‌کند."

محققان انتظار دارند که تعداد جریان‌های ستاره‌ای خوشه‌ای کروی قابل تشخیص به‌طور چشمگیری افزایش یابد، زیرا رصدخانه‌هایی مانند تلسکوپ فضایی اقلیدس و تلسکوپ فضایی رومی نانسی گریس نماهای جدیدی از کهکشان‌های ضعیف و ساختارهای ستاره‌ای ارائه می‌کنند.

مواد ارائه شده توسط دانشگاه کپنهاگ. توجه: محتوا ممکن است برای سبک و طول ویرایش شود.

آرتروز زانو اجتناب ناپذیر نیست: عادات ساده ممکن است خطر شما را کاهش دهد

انیشتین آن را "شعب آور" نامید. سرن آن را در انرژی های شدید در برخورد دهنده بزرگ هادرونی پیدا کرد

پاک کننده معطر مورد علاقه شما می تواند هوا را با آلودگی نامرئی پر کند

هورمون استرس، کورتیزول، مغز را دوباره سیم کشی می کند تا خاطرات عاطفی را تقویت کند