आकाशगंगा के चारों ओर तारों की एक धारा में एक हैरान करने वाला “ब्रेक” डार्क मैटर का परिणाम हो सकता है – यानी, अगर रहस्यमय ब्रह्मांडीय सामग्री स्वयं के साथ बातचीत करती है।
विचाराधीन विशेषता GD-1 तारकीय धारा में है, तारों का एक पतला समूह जो आकाशगंगा के सर्वव्यापी प्रभामंडल के माध्यम से एक साझा प्रक्षेपवक्र पर एक साथ चल रहा है। GD-1 तारकीय धारा का खगोलविदों द्वारा अच्छी तरह से अध्ययन किया गया है, लेकिन इसकी संरचना में अंतर लंबे समय से एक पहेली बना हुआ है।
अब, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, रिवरसाइड की एक टीम का प्रस्ताव है कि इस सुविधा का कारण हमारी आकाशगंगा को घेरने वाले डार्क मैटर के बड़े प्रभामंडल के भीतर स्व-अंतःक्रियात्मक डार्क मैटर का एक उप-प्रभामंडल है।
टीम लीडर और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, रिवरसाइड के शोधकर्ता हाई-बो यू ने एक बयान में कहा, “यह काम तारकीय धाराओं के माध्यम से डार्क मैटर के स्व-अंतःक्रियात्मक गुणों की जांच के लिए एक आशाजनक नया रास्ता खोलता है।” “यह डार्क मैटर और आकाशगंगा की गतिशीलता की हमारी समझ में एक रोमांचक कदम है।”
गर्म हो रहा है
वैज्ञानिक डार्क मैटर पहेली की तह तक जाने के लिए उत्सुक हैं क्योंकि यह घटना ब्रह्मांड में “सामान” के विशाल बहुमत के लिए जिम्मेदार है – वास्तव में लगभग 85%। इसका मतलब है कि हम अपने चारों ओर जो कुछ भी देखते हैं, जैसे कि तारे, ग्रह, चंद्रमा, आप, मैं और मूल रूप से बाकी सब कुछ, ब्रह्मांड के पदार्थ का केवल 15% हिस्सा है।
वैज्ञानिक जानते हैं कि डार्क मैटर प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉनों से बने परमाणुओं से नहीं बना है क्योंकि यह प्रकाश या सामान्य पदार्थ के साथ संपर्क नहीं करता है।
लेकिन, वैज्ञानिकों के लिए बड़ा सवाल यह है कि क्या डार्क मैटर स्वयं के साथ परस्पर क्रिया करता है?
दुर्भाग्य से, यह तथ्य कि डार्क मैटर प्रकाश के साथ संपर्क नहीं करता है, यह भी इसे प्रभावी रूप से अदृश्य बना देता है। इसलिए, इस प्रश्न की जांच करना कठिन है।
हालाँकि, यदि डार्क मैटर सामान्य पदार्थ के साथ परस्पर क्रिया नहीं करता है, और तारे निश्चित रूप से सामान्य पदार्थ से बने होते हैं, तो आप सोच रहे होंगे कि यह रहस्यमयी चीज़ तारकीय धारा में रुकावट का कारण कैसे बन सकती है।
इसकी कुंजी यह तथ्य है कि डार्क मैटर करता है गुरुत्वाकर्षण के साथ संपर्क करें. क्योंकि गुरुत्वाकर्षण अंतरिक्ष के ढांचे की वक्रता से उत्पन्न होता है (धन्यवाद, अल्बर्ट आइंस्टीन) और साधारण पदार्थ और प्रकाश भी अंतरिक्ष को पार करते हैं, इसका मतलब यह है कि, जबकि ब्रह्मांड के ये अधिक परिचित पहलू अंधेरे पदार्थ को अनदेखा कर सकते हैं, वे इसकी अनदेखी नहीं कर सकते गुरुत्वाकर्षण प्रभाव.
इसके अलावा, वैज्ञानिकों ने जीडी-1 तारकीय धारा में दरार की जांच की है और निर्धारित किया है कि ज्ञात गोलाकार समूहों या आकाशगंगा की ज्ञात उपग्रह आकाशगंगाओं के गुरुत्वाकर्षण प्रभाव के कारण ऐसा नहीं हो सकता है।
यदि आकाशगंगा के व्यापक प्रभामंडल के भीतर एक उप-प्रभामंडल में घना काला पदार्थ मौजूद है, तो इसके कारण होने वाली गुरुत्वाकर्षण गड़बड़ी इस तारकीय धारा को बाधित कर सकती है।
हालाँकि, इसे संभव होने के लिए, इस उप-प्रभामंडल में डार्क मैटर को ब्रह्मांड के विकास के हमारे पास मौजूद सबसे अच्छे मॉडल: लैम्ब्डा कोल्ड डार्क मैटर (एलसीडीएम) मॉडल में अनुमानित डार्क मैटर की तुलना में अधिक सघन होना होगा।
यू ने बताया, “ठंडे डार्क मैटर उप-प्रभामंडल में आमतौर पर जीडी-1 स्ट्रीम में देखी गई विशिष्ट विशेषताओं को उत्पन्न करने के लिए आवश्यक घनत्व की कमी होती है।”
इस मामले में “ठंडा” उपसर्ग अंधेरे पदार्थ को संदर्भित करता है जो प्रकाश की गति के संबंध में धीमी गति से चलता है और स्वयं के साथ बातचीत नहीं करता है। विकल्प “गर्म” और स्व-अंतःक्रियात्मक, डार्क मैटर है।
स्वयं-अंतःक्रिया करने वाले डार्क मैटर का एक संभावित परिणाम इसकी अपने गुरुत्वाकर्षण प्रभाव के तहत ढहने और सघन होने की क्षमता से संबंधित है।
यू और सहकर्मियों ने जीडी-1 तारकीय धारा में ब्रेक पर इस ढहते हुए डार्क मैटर सब-हेलो के प्रभाव का अनुकरण किया।
“हालांकि, हमारा शोध दर्शाता है कि एक ढहता हुआ स्व-अंतःक्रियात्मक डार्क मैटर उप-प्रभामंडल आवश्यक घनत्व प्राप्त कर सकता है,” यू ने जारी रखा। “ऐसा कॉम्पैक्ट उप-प्रभामंडल जीडी-1 धारा में देखी गई गड़बड़ी के लिए आवश्यक गुरुत्वाकर्षण प्रभाव डालने के लिए पर्याप्त घना होगा।”
यू ने कहा, “हमारी टीम के निष्कर्ष जीडी-1 में देखे गए स्पर और गैप फीचर्स के लिए एक नई व्याख्या पेश करते हैं, जिनके बारे में लंबे समय से माना जाता है कि यह किसी घनी वस्तु के साथ करीबी मुठभेड़ का संकेत देते हैं।” हमारे परिदृश्य में, ‘परटर्बर’ है सेल्फ-इंटरेक्टिंग डार्क मैटर सब-हेलो, जो स्ट्रीम में तारों के स्थानिक और वेग वितरण को बाधित करता है और जीडी-1 तारकीय स्ट्रीम में हमें दिखाई देने वाली विशिष्ट विशेषताएं बनाता है।
बेशक, इससे पता चलता है कि एलसीडीएम मॉडल ब्रह्मांड के लिए सबसे अच्छा नुस्खा नहीं है।
यदि यह मामला है, तो जीडी-1 तारकीय धारा में विराम जैसी गर्म डार्क मैटर विशेषताएं शोधकर्ताओं को डार्क मैटर के गुणों की जांच करने का एक तरीका प्रदान कर सकती हैं।
टीम का शोध 3 जनवरी को एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स में प्रकाशित हुआ था।
