22 فوریه 2024 -توسط Instituto de Astrofísica de Canarias-تصویری از کهکشانی که در سمت چپ، جزء ستاره ای آن، و در سمت راست (منفی)، ماده تاریک موجود در هاله آن را نشان می دهد. اعتبار: گابریل پرز دیاز، SMM (IAC) / تیم EAGLE
ماده تاریک حدود 85 درصد از کل ماده موجود در جهان را تشکیل می دهد. اگرچه ماده معمولی نور را جذب، بازتاب و ساطع می‌کند، اما ماده تاریک را نمی‌توان مستقیماً دید، که تشخیص آن را دشوار می‌کند. وجود آن از تأثیرات گرانشی آن بر ماده مرئی، ماده‌ای که ستاره‌ها، سیارات و دیگر اجرام کیهان را تشکیل می‌دهد، استنباط می‌شود.
کهکشان‌ها از این دو نوع ماده تشکیل شده‌اند. ماده تاریک در هاله‌ها، که ساختارهای عظیمی هستند که کهکشان‌ها را احاطه کرده‌اند، توزیع می‌شود، در حالی که ماده معمولی عمدتاً در نواحی مرکزی که بیشتر ستارگان در آن یافت می‌شوند، وجود دارد.
مطالعات رصدی سنتی تکامل کهکشانی بر نقش ماده معمولی متمرکز شده است، حتی اگر کسر بسیار کوچکی از جرم یک کهکشان باشد. برای دهه‌ها پیش‌بینی‌های نظری در مورد تأثیر ماده تاریک بر تکامل کهکشان‌ها وجود داشته است. با این حال، علی رغم تلاش های متعدد، اجماع روشنی در این مورد وجود ندارد.
اکنون، پژوهشی به رهبری تیمی در IAC، برای اولین بار با استفاده از مشاهدات، تأثیر ماده تاریک بر تکامل کهکشان ها را تأیید کرده است. این کار در مجله Nature Astronomy منتشر شده است.
لورا شولز دیاز، محقق پیش از دکتری در IAC و اولین نویسنده مقاله توضیح می‌دهد: «ماده تاریک تأثیر آشکاری بر کهکشان‌ها دارد زیرا می‌توانیم آن را اندازه‌گیری کنیم، اما تأثیر روی تکامل کهکشان‌هایی که ما پیدا کرده‌ایم چیزی است که پیشنهاد شده بود، حتی اگر تکنیکی برای مطالعه رصدی آن نداشتیم»..
برای مطالعه اثر ماده تاریک، تیم بر تفاوت بین جرم ستارگان در یک کهکشان و جرمی که از چرخش آن استنباط می‌شود که جرم دینامیکی کل نامیده می‌شود تمرکز کرده‌اند.
این تحقیق نشان داد که سن، محتوای فلز، مورفولوژی، تکانه زاویه ای و سرعت تشکیل ستارگان نه تنها به جرم آن ستارگان، بلکه به جرم کل نیز بستگی دارد و این به معنای شامل جزء ماده تاریک است. که با تخمین جرم هاله مطابقت دارد.
ما دیده‌ایم که در کهکشان‌هایی با جرم مساوی از ستارگان، جمعیت‌های ستاره‌ای آن‌ها بسته به اینکه هاله ماده تاریک بیشتری داشته باشد یا کمتر، رفتار متفاوتی دارد، به عبارت دیگر، تکامل یک کهکشان، از زمان شکل‌گیری تا زمان کنونی تغییر کرده است. ایگناسیو مارتین می‌افزاید که اگر هاله‌ای کم و بیش عظیم داشته باشد، تکامل کهکشان در طول زمان متفاوت خواهد بود و این در ویژگی‌های ستاره‌هایی که در آن قرار دارد منعکس خواهد شد. ناوارو، محقق IAC که یکی از نویسندگان مقاله است
در آینده این تیم قصد دارد جمعیت‌های ستاره‌ای را در فواصل مختلف از مرکز کهکشان اندازه‌گیری کند و نشان دهد که آیا این وابستگی به هاله ماده تاریک خواص ستارگان در تمام شعاع‌ها حفظ می‌شود یا خیر. گام بعدی در تحقیق امکان مطالعه رابطه بین هاله های ماده تاریک و ساختار مقیاس بزرگ جهان را فراهم می کند.
شولز می‌گوید: «این هاله‌های ماده تاریک به تنهایی ایجاد نمی‌شوند، بلکه توسط رشته‌هایی به هم متصل می‌شوند که بخشی از ساختار مقیاس بزرگ به نام شبکه کیهانی را تشکیل می‌دهند. جرم هاله به نظر می‌رسد که ویژگی کهکشان را تغییر می‌دهد، اما می‌تواند نتیجه موقعیت اشغال شده توسط هر هاله در شبکه کیهانی باشد. در سال‌های آینده می‌خواهیم اثر این ساختار در مقیاس بزرگ را ببینیم. زمینه ای که ما در حال مطالعه هستیم، “
این مطالعه بر اساس 260 کهکشان CALIFA منطقه میدان یکپارچه Calar Alto یک پروژه بین‌المللی است که IAC به طور فعال با هماهنگی ژسوس فالکون باروسو، یکی دیگر از نویسندگان مقاله، در آن شرکت می‌کند.
او می‌گوید: «این بررسی اطلاعات طیفی می‌دهد و پوشش فضایی بی‌سابقه‌ای از کهکشان‌ها را ارائه می‌کند. این کهکشان‌ها در پیکربندی با وضوح بالا مشاهده شدند تا اندازه‌گیری‌های دقیقی از ویژگی‌های سینماتیکی آن‌ها به دست آوریم که به ما امکان می‌داد حرکت ستارگان را بسیار دقیق مطالعه کنیم و بنابراین مجموع جرم کهکشان‌ها را استنتاج کنیم.»
