کشف محدودیت‌های جدید برای خواص ماده تاریک

محققان با استفاده از طیف‌نگار‌های پیشرفته مادون قرمز، محدودیت‌های جدیدی برای خواص ماده تاریک تعیین کردند که می‌تواند به کشف این راز کیهانی کمک کند. این مطالعه که با هدف ردیابی ذرات شبه-اکسیون انجام شد، گامی مهم در درک ساختار جهان است.

به گزارش مجله خبری نگار/ایمنا، ماده تاریک این عنصر رازآلود که حدود ۲۷ درصد از جرم جهان را تشکیل می‌دهد، همچنان یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های فیزیک نوین است. با اینکه اثرات گرانشی آن از طریق حرکت کهکشان‌ها قابل مشاهده است، هیچ رد مستقیمی از آن یافت نشده است. حال، تیمی بین‌المللی به رهبری دانشگاه شهر توکیو از طریق روش نوینی مبتنی بر طیف‌نگاری مادون قرمز، به دنبال ردپای این ذرات هستند.

محققان از طیف‌نگار پیشرفته WINERED نصب‌شده روی تلسکوپ ۶٫۵ متری مجیلان در شیلی استفاده کردند، این دستگاه با حساسیت بالا در محدوده طول موج ۰٫۹ تا ۱٫۳۵ میکرومتر و توان تفکیک طیفی ۶۸ هزار، قادر به شناسایی خطوط طیفی بسیار باریک است که ممکن است نشانه فروپاشی ذرات شبه-اکسیون (ALP) باشند. این ذرات کاندیدای امیدوارکننده‌ای برای ماده تاریک هستند و براساس نظریه‌ها، می‌توانند در محدوده جرمی ۰٫۰۱ تا ۷٫۷ الکترون‌ولت قرار داشته باشند.

تیم تحقیقاتی در تاریخ ۶ ژوئیه ۲۰۲۳ به مدت یک ساعت کهکشان کوتوله Leo V و در ۲ نوامبر ۲۰۲۳ به مدت ۱٫۲ ساعت کهکشان ukan II را رصد کردند. با وجود اینکه هیچ سیگنال مشخصی از فروپاشی ALP یافت نشد، این عدم کشف به تعیین محدودیت‌های جدیدی برای نرخ فروپاشی این ذرات انجامید. براساس نتایج، اگر ALP‌ها وجود داشته باشند، طول عمر آنها باید حداقل ۱۰۲۹ ثانیه باشد چیزی معادل ۱۰ تا ۱۰۰ میلیون برابر سن فعلی جهان.

این مطالعه نشان می‌دهد که طیف‌نگار‌های مادون قرمز می‌توانند جایگزینی قدرتمند برای روش‌های سنتی ردیابی ماده تاریک باشند. برخلاف تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) که به مدل‌های پیچیده پس‌زمینه نجومی وابسته است، روش WINERED با اندازه‌گیری مستقیم خطوط طیفی، نتایج قابل اعتمادتری ارائه می‌کند.

اگرچه این مطالعه به کشف قطعی منجر نشد، اما محدودیت‌های جدیدی را تعیین کرد که می‌تواند راهنمای تحقیقات آینده باشد. همچنین، وجود ناهنجاری‌هایی در داده‌ها که ممکن است نشانه پدیده‌های ناشناخته باشند، نیاز به بررسی‌های بیشتر دارد، با پیشرفت فناوری و گسترش رصدخانه‌های پیشرفته، امید است پرده از این راز بزرگ کیهانی برداشته شود.

لینک کپی شد

اشتراک‌ گذاری