محققان دانشگاه كاليفرنيا با استفاده از ابر كامپيوتر ناسا و با انجام عمليات شبيه سازي موفق به تعیین طول عمر و شناخت روند تحول ماده سیاهی که همچون هاله ای گرداگرد كهكشان راه شيري را فرا گرفته است, شدند.
محققان دانشگاه كاليفرنيا با استفاده از ابر كامپيوتر ناسا و با انجام عمليات شبيه سازي موفق به تعیین طول عمر و شناخت روند تحول ماده سیاهی که همچون هاله ای گرداگرد كهكشان راه شيري را فرا گرفته است, شدند. نتايج حاصله توسط این محققان لايه هاي دروني ماده سیاه را با جزيياتي بی نظیر به معرض نمایش می گذارد که این زمینه ساز مناسبی برای آگاهی از تاریخ تحول کهکشان را ه شیری محسوب می شود.
بايد دانست هر كهكشاني در هاله ا ي از ماده ای اسرار آمیز به نام ماده سیاه پوشانده شده است که وجود آن تنها به طور غير مستقيم و از طریق مشاهده تاثيرات گرانشی آن تشخيص داده مي شود و بسیار بسيار بزرگتر و كروي تر از كهكشان درخشانی است که در دل خود جای داده است. مطالعات جدید بر اساس داده های شبيه سازي كامپيوتری اطلاعات بسیار ارزشمند تری نسبت به دانسته های پیشین ما در اختیارمان قرار می دهد.این اطلاعات حاکی از آن است که ماده سياه به طرز شگفت آوری پر جرم و پرچگال است و ساختا رچگالي آن به گونه است که درلایه های درونی تر چگالی آن افزون تر مي باشد .
ما تا كنون 10000 لایه کروی مانند از ماده سیاه گرد کهکشان راه شیری کشف كرده ايم که برخی از آنها خود لایه های درونی تري را در بر مي گيرند. البته این کشف از دیدگاه تئوریکی كاملا پیش بینی شده بود , اما این براي اولین بار است که در یک شبیه سازی كامپيوتري با کمک ریاضیات نمایش داده می شود.
در حقيقت پس از انفجار بزرگ نیروی گرانش بین توده های کم چگال و سرگردان ماده سیاه موجب بهم پیوستن آنها و تشکیل توده های بزرگ و پر چگال شد .روند ادغام تا تشکیل توده های بزرگ تر و پر چگال تر ادامه داشت. این تحقیق با کمک محققان دانشگاه کالیفرنیا و بر اساس داده های یابنده WMAP و از طریق شبیه سازی در یکی از سریعترین کامپیوتر های دنیا در طول دو ماه و با 320000 هزار ساعت کارکرد 300 تا 400 پردازشگر کامپیوتری صورت گرفت. زمان مورد نظر در اين شبيه سازي از 50 میلیون سال پس از انفجار بزرگ بوده آغاز مي شود كه در اين شبيه سازي, کنشهای گرانشی ماده سیاه در طی 13.7 بیلیون سال تا زمان ایجاد هاله ماده تاریک در اطراف كهكشان راه شيري , با همان مقیاس موجود , مورد بررسي قرار مي گيرد. توده های داخلی موجود در هاله مادر در واقع باقیمانده ادغام هسته های توده هاي کوچکتر ماده سياه هستند كه در مدارهاي گرانشي هاله هاي دروني در گردشند.
از طرفي توده های بزرگی از ماده سياه در داخل کهکشان راه شیری مشاهده شده است . به اين ترتيب به نظر مي رسد در اطراف منظومه خورشيدي ما پراکندگی ماده تاریک باید خیلی بیش تر و پيچيده تر از آنچه تا کنون تصور می کردیم باشد .
بد نيست بدانيد اختر شناسان در صورتي مي توانند توده های ماده تاریک را در داخل هاله ماده تاریکی که راه شیری را در بر گرفته با تلسکوپهای آشكار ساز اشعه گاما شناسايي کنند كه ذرات تشکیل دهنده ماده تاریک از نوعی باشند که در مقابل پرتو گاما خود را نشان دهند. البته انواعي از ذرات بعنوان ذرات تشكيل دهنده ماده سياه پيشنهاد شده است . بعنوان مثال نوترالینو که در تئوری بنيادي "ابر تقارن" مطرح شده است _اين ذرات در صورت بر خورد با یکدیگر كاملا نابود مي شوند و ذرات جدیدی تشکیل مي دهند كه اين عمل منجر به توليد اشعه گاما مي شود .
در حال حاضر تلسکوپهای آشكار ساز اشعه گاما از قدرت شناسايي آن دسته از ماده هاي سياهي که نابود می شوند را ندارند, اما تلسکوپهای جدیدتري در دست ساخت است كه با حساسيت بيشتر از اين قابليت برخوردار مي باشند .بنابراین امید هست که در آينده بتوان علائمي از لايه هاي دروني تر را پيدا كرد .
اولین کهکشانهای کوچک در حدود 500 میلیون سال بعد از انفجار بزرگ به وجود آمدند و در حال حاضر ستاره هایی با اين قدمت و طول عمر در کهکشان ما وجود دارند. اين شبیه سازی به ما در دانستن منشا پيدايش اين ستا ره هاي قديمي كمك مي كند و اينكه اين ستا ره ها چگونه سر از كهكشان هاي كوتوله در آوردند و چگونه درمدارهای مشخصي در هاله هاي ماده سياه قرار گرفتند.
منبع : www.spacereft.com
نويسنده : پوپک سیدان