ستارهشناسان دریافتند جت پلاسما از بلزار PKS 2233-148 که با سرعتی نزدیک به سرعت نور فوران میکند، تحت اثر یک لنز گرانشی مادهٔ تاریک قرار گرفته و مسیر آن بهطور ناگهانی و قابلتوجهی تغییر کرده است. این مشاهده شواهد مستقیمی از تأثیر زیرساختارهای نامرئی مادهٔ تاریک بر تابش منابع پسزمینه ارائه میدهد.
اهمیت کشف لنز گرانشی مادهٔ تاریک
این رویداد دو هدف علمی مهم را همزمان دنبال میکند: آشکارسازی ساختارهای خرد مادهٔ تاریک و بررسی ارتباط بلزارها با تولید نوترینوهای کیهانی. یافتن نمونههای مشابه میتواند پیوند میان جتهای اَبَرجرمی و منابع نوترینویی را تقویت کند و پارامترهای مدلهای تشکیل ساختار کیهانی را محدود سازد.
بلزارها و نقششان در تولید نوترینو
بلزارها گونهای از کوازارها هستند که یکی از جتهایشان تقریباً در جهتِ زمین نشانهگیری شده است؛ این جهتگیری انتشار رادیویی، پرتوهای گاما و ذرات پرانرژی داخل جت را تقویت میکند. تیم تحقیقاتی این جت را یک شتابدهندهٔ بالقوهٔ نوترینویی میداند؛ ردیابی تغییرات تابش و ساختار جت میتواند سرنخهایی دربارهٔ منشاء نوترینوها فراهم آورد. برای مروری کلی بر نوترینوها: نوترینو.
دادهها و روشهای تحلیل
پژوهشگران با بازنگری دادههای رادیویی آرایهٔ باپایهبلند VLBA، مشاهدات پرتو گاما از تلسکوپ فضایی فرمی و دادههای ایکس از ماهوارهٔ سویفت متوجه شدند حرکت و روشنایی بخشهایی از جت بهطرزی ناگهانی دگرگون شده است. این تغییرات با الگوهای پیشبینیشدهٔ لنز گرانشی سازگار است، اما در محلِ عاملِ لنز هیچ کهکشان یا خوشهٔ پرجرمیِ قابلرؤیت مشاهده نشد؛ بنابراین عاملِ لنز احتمالاً خوشهای نامرئی از مادهٔ تاریک است.
چگونگی عملکرد لنز گرانشی
نسبیت عام بیان میکند جرم بافت فضا-زمان را خم میکند و مسیرِ پرتوهای نور یا تابش را تغییر میدهد. عبور تابش یک منبع پسزمینه از حوالی یک جسم پرجرم موجب ظهور مسیرها و تأخیرهای زمانی متفاوت میشود. وقتی عاملِ جلویی مرئی نیست، چنین تغییراتی نشاندهندهٔ وجود سازههای گرانشیِ نامرئی، از جمله زیرساختارهای مادهٔ تاریک، خواهند بود؛ چون مادهٔ تاریک با نور برهمکنشی الکترومغناطیسی ندارد، تنها از طریق گرانش قابلشناخت است.
موقتی بودن پدیده و نیاز به نمونههای بیشتر
چون لنز شدن وابسته به تراز دقیقِ منبع و عدسی است، این رخدادها کوتاهمدت و کمیاباند. ثبت رخدادهای مشابه در منابع دیگر ضروری است تا اطمینان حاصل شود تغییرات مشاهدهشده همگی ناشی از لنز گرانشی مادهٔ تاریکاند و نه فرآیندهای داخلی جت.
پیامدها برای نجوم چندپیامهای
تأیید تولید نوترینو توسط بلزارها راه را برای یک استراتژی رصدی همزمان باز میکند: ترکیب مشاهدات رادیویی، گاما و نوترینویی جهت مکانیابی و بررسی منابع پرانرژی. پیامدهای کلیدی این کشف عبارتاند از:
- آشکارسازی زیرساختارهای مادهٔ تاریک در مقیاسهای کوچک.
- تقویت پیوند میان جتهای اَبَرجرمی و تولید نوترینو.
- محدودسازی مدلهای تشکیل ساختار و توزیع مادهٔ تاریک.
نتایج این تحقیق در تاریخ 31 ژوئیه در Monthly Notices of the Royal Astronomical Society منتشر شد. گروه تحقیقاتی در پی یافتن رخدادهای لنزینگ مشابه برای تقویت شواهد است.
چشمانداز آینده
هماهنگی میان رصدخانههای رادیویی، تلسکوپهای گاما و آشکارسازهای نوترینو و افزایش حساسیت نظارتهای زمانمتغیر میتواند ظرف سالهای آینده تصویر روشنتری از نقش مادهٔ تاریک در مقیاسهای خرد و منشأ نوترینوها فراهم کند. نمونههای بیشتر از لنزینگهای مشابه امکان آزمون دقیقتر نظریههای مادهٔ تاریک و منشاء منابع پرانرژی را فراهم خواهد کرد.
