به گزارش تابش کوثر، پژوهشگران سرانجام موفق شدند نیمی از ماده‌ی معمولی کیهان را که تاکنون محل آن ناشناخته بود، شناسایی کنند. این ماده به‌صورت گاز رقیق در فضای میان‌کهکشانی پراکنده است و از طریق تحلیل امواج رادیویی پرانرژی کشف شده است.
کیهان از دو نوع ماده تشکیل شده است؛ ماده‌ی تاریک که قابل مشاهده نیست و تنها آثار گرانشی آن شناخته شده، و ماده‌ی معمولی که شامل گاز، غبار، ستاره، سیاره و اجسام آشنای زمینی است.

دانشمندان برآورد می‌کنند که ماده‌ی معمولی تنها حدود ۱۵ درصد از مجموع ماده‌ی موجود در جهان را تشکیل می‌دهد، اما تا امروز نیمی از این مقدار به‌طور مستقیم قابل مشاهده نبود.

اکنون، پژوهشگران با بهره‌گیری از امواج رادیویی قدرتمند از ۶۹ نقطه دوردست در کیهان موفق شده‌اند محل این ماده‌ی گمشده را پیدا کنند. این ماده به‌صورت گاز رقیق و پراکنده در فضاهای میان‌کهکشانی قرار دارد و بر امواج رادیویی عبوری تأثیر می‌گذارد.

این گاز رقیق بخشی از محیط میان‌کهکشانی است و ساختاری شبیه به مه کیهانی دارد.

پیش از این، مجموع ماده‌ی معمولی موجود در جهان از طریق محاسبه‌ی نور باقی‌مانده از انفجار بزرگ (Big Bang) تخمین زده شده بود، اما نیمی از آن از دید مستقیم دانشمندان پنهان مانده بود.

لیام کانر، استاد نجوم دانشگاه هاروارد و نویسنده اصلی این پژوهش که در نشریه Nature Astronomy منتشر شده است، اعلام کرد: «سؤال ما این بود که این ماده کجا پنهان شده؟ پاسخ این است: در تار و پود رقیق کیهانی که از کهکشان‌ها دور است».

بر اساس یافته‌های این پژوهش، بخشی از این ماده‌ی گمشده در هاله‌های گازی اطراف کهکشان‌ها، از جمله کهکشان راه‌شیری قرار دارد.

ماده‌ی معمولی از ذراتی به نام باریون (پروتون و نوترون) تشکیل شده است؛ همان ذراتی که ساختار اتم‌ها، و در نتیجه تمام اجسام از جمله انسان و ستارگان را شکل می‌دهند.

کانر افزود: «ما می‌دانیم ماده‌ی معمولی چیست، ولی نمی‌دانستیم کجا قرار دارد. در مقابل، ماده‌ی تاریک ماهیتی ناشناخته دارد و هنوز نمی‌دانیم از چه ساخته شده است».

به گفته‌ی کانر، دلیل قرار گرفتن این مقدار زیاد از ماده در فضای میان‌کهکشانی، فرآیندهای خشونت‌آمیز کیهانی مانند انفجارهای ابرنواختری و فعالیت سیاه‌چاله‌های عظیم است که باعث پرتاب گاز از کهکشان‌ها به بیرون می‌شود.

او گفت: «اگر قوانین فیزیک متفاوت بود، ممکن بود تمام ماده در کهکشان‌ها باقی بماند و به ستاره تبدیل شود. اما جهان این‌گونه عمل نمی‌کند».

این گاز به‌صورت پلاسما وجود دارد؛ حالتی که در آن، پروتون‌ها و الکترون‌ها از هم جدا هستند.

دانشمندان برای شناسایی این ماده از پدیده‌ای به نام انفجارهای رادیویی سریع (FRB) استفاده کرده‌اند؛ پالس‌هایی بسیار پرقدرت از امواج رادیویی که از نقاط دوردست کیهان به زمین می‌رسند.

گرچه منشأ دقیق این پدیده هنوز ناشناخته است، اما ستارگان نوترونی بسیار مغناطیسی یکی از فرضیه‌های اصلی در این زمینه هستند.

وقتی امواج رادیویی FRB از فضا عبور می‌کنند، طول موج آن‌ها به شکل‌های مختلفی پخش می‌شود. میزان پراکندگی این امواج، اطلاعات دقیقی درباره‌ی مقدار ماده در مسیر آن‌ها ارائه می‌دهد.

از میان ۶۹ FRB که بررسی شده‌اند، ۳۹ مورد از آن‌ها توسط آرایه‌ی Deep Synoptic در رصدخانه‌ی رادیویی Caltech در کالیفرنیا و ۳۰ مورد دیگر با تلسکوپ‌های دیگر کشف شده‌اند.

این امواج از فاصله‌هایی تا ۹.۱ میلیارد سال نوری از زمین ثبت شده‌اند؛ دورترین نمونه‌های ثبت‌شده تاکنون.

پژوهشگران پس از تحلیل داده‌ها اعلام کردند که ۷۶ درصد از ماده‌ی معمولی در فضای میان‌کهکشانی، ۱۵ درصد در هاله‌های کهکشانی و تنها ۹ درصد درون کهکشان‌ها (به شکل ستاره یا گاز) قرار دارد.

کانر در پایان تأکید کرد: «اکنون که توانسته‌ایم جای تمام ماده‌ی معمولی را شناسایی کنیم، می‌توانیم به سراغ پرسش‌های مهم‌تری برویم؛ مانند این‌که ماده‌ی تاریک چیست و چرا نمی‌توان آن را به‌طور مستقیم اندازه‌گیری کرد؟»

م/۱۱۰*