کهکشان‌های کوتوله و ارتباط آن‌ها با ماده تاریک

این حجم می‌تواند کمترین حجم شناخته شده ذرات "توده ساختمانی" نامرئی و مرموز بنام ماده تاریک باشد. ستارگانی که در داخل این نوع توده‌های ساختمانی زاده می‌شوند، با هم یکجا شده و بصورت کهکشان‌ها در می‌آیند. دانشمندان در مورد ذرات میکروسکوپی و کوچک ماده تاریک که با آن، ماده تاریک پنج ششم کل ماده در کائنات را تشکیل می دهد، اطلاعات زیادی ندارند

به گفته لویس ستریگاری سرپرست ارشد این مطالعات در دانشگاه ایروین در کالیفورنیا "با دانستن کمترین حجم کهکشان، بهتر می‌دانیم که ماده تاریک چگونه رفتار می‌کند و در نتیجه روزی خواهیم دانست که کائنات و شکل حیاتی را که می‌شناسیم، چگونه بوجود آمده اند."

ماده تاریک بر رشد ساختار در کائنات حکم می‌راند. بدون آن، کهکشان ها همانند کهکشان راه شیری وجود نخواهند داشت. دانشمندان می‌دانند که گرانش ماده تاریک ماده معمولی را جذب می کند و باعث می گردد تا کهکشان ها شکل بگیرند. در ضمن گمان می‌برند که با گذشت زمان، کهکشان‌های کوچک با هم ترکیب شده و کهکشان های بزرگ مانند کهکشان راه شیری را ساخته‌اند.

کوچکترین کهکشان‌های شناخته شده به نام کهکشان‌های کوتوله از نظر درخشندگی بسیار متنوعند و گاهی از یک هزار تا 10 میلیون بار درخشنده تر از خورشید ما می‌باشند. حداقل 22 کهکشان کوتوله شناخته شده به دور کهکشان راه شیری در حرکتند. دانشمندان دانشگاه ایروین، با استفاده از داده های به دست آمده از تلسکوپ دوچشمی بزرگ کک در هاوایی و تلسکوپ ماژیلانیک در کشور شیلی و بخصوص با محاسبه جرم آنها، 18 کهکشان کوتوله را مطالعه و بررسی نمودند. دانشمندان با تجزیه نور هر کهکشان، مشخص نموده‌اند که ستارگان با چه سرعتی حرکت می‌کردند. اما هم اکنون با استفاده از سرعت آنها، حجم هر کهکشان را محاسبه کردند.

پژوهشگران پیش بینی می‌کنند که با سنجش درخشان‌ترین و کم فروغ ترین کهکشان، حجم آنها از هم متفاوت باشند. اما به طور شگفتآوری تمام کهشکان‌های کوتوله حجم یکسان داشتند؛ یعنی 10 میلیون بار پر حجم‌تر از خورشید.

مانجو کاپلینگات، یکی از محققان، و پروفسور همکار فیزیک و اخترشناسی در دانشگاه ایروین می گوید که این یافته‌ها از یک قیاس استفاده می‌کند که در آن انسان نقش ماده تاریک را بازی می‌کند.

" تصور کنید شما یک موجود بیگانه‌اید که بر فراز زمین پرواز می‌کنید و مناطق شهری را با توجه به تمرکز نور در شب، می‌شناسید. با توجه به درخشنده ترین نور ها حدث میزنید که مثلأ در لوس انجلس انسان های زیاد تری نسبت به شهر بمبئی زندگی می‌کنند، اما مسئله این طور نیست. ولی آنچه را که ما کشف کردیم، علاقه و اشتیاق برای گفتن این است که مناطق زیر زمینی، حتی مناطقی که در شب برای بیگانگان قابل رویت است، جمعیتی بیش از 10 میلیون نفر دارد".

از آنجایی که کهکشان‌های کوتوله بیشتر از ماده تاریک ترکیب شده‌اند، پس تناسب ماده تاریک در مقایسه با ماده معمول 10 هزار در برابر 1 می‌باشد؛ یعنی کشف کم حجم‌ترین، یک بخش اساسی از ماده تاریک را آشکار می‌سازد.

به گفته جیمز بولوک، یکی دیگر از تحقیق کنندگان همکار و رئیس مرکز کیهان شناسی دانشگاه ایروین " ما واقعأ برانگیخته شدیم، زیرا این کهکشان‌ها بصورت واقعی نامرئی هستند، ولی در عین حال مقدار زیادی ماده تاریک را در خود دارند. این کهکشان‌ها به ما کمک می‌کنند تا ذراتی که ماده تاریک را ساخته‌اند، بشناسیم و به ما می‌فهمانند که کهکشان ها چگونه شکل گرفته‌اند".

دانشمندان می‌گویند حتی توده هایی از ماده تاریک وجود دارد که هیچ ستاره ای در آن نباشد. تاکنون تنها توده‌های ماده تاریکی را که دانشمندان می‌توانند کشف کنند، آنهایی هستند که توسط ستارگان روشن شده‌اند.

دانشمندان امیدوارند بعد از اینکه دستگاه سقوط دهنده بزرگ در اواخر امسال در کشور سوئیس فعال شود، بتوانند ذرات میکروسکوپی ماده تاریک را بشناسند. این دستگاه دو میله یا ستون هسته را در یک حلقه در جهت مخالف سرعت می‌دهد و سپس آنها را با شدت به هم می‌کوبد تا شرایط بعد از لحظه انفجار بزرگ را به وجود بیاورد. دانشمندان امیدوارند تا با انجام این کار برای اولین بار ذرات ماده تاریک را در یک آزمایشگاه بسازند.