به راستی ماده تاریک در دوران اولیه کیهان چه نقشی داشته است؟ از آنجا که بخش وسیعی از عالم، از ماده تاریک تشکیل شده ،روشن است که این ماده اسرار آمیز در روند عالم تاثیر به سزایی دارد.
گروهی از محققین بر این عقیده اند که مواد چگال تشکیل دهنده ماده تاریک، با شکل گیری ستارگان تاریک نخستین ، مانع از ورود نسل اولیه ستارگان به مرحله "رشته اصلى" شده اند.ستارگان تاریک به جای سوختن هیدروژن ( همجوشی هسته ای)،با نابودی ماده تاریک گرم می شدند و به احتمال زیاد این ستارگان هنوز هم در گوشه ای از کیهان وجود دارند.
تنها چندین صد هزار سال پس از انفجار بزرگ با سرد شدن تدریجی کیهان، مواد اولیه از ابر های گاز يونيده ابر گرم جدا شدند و در اثر گرانش گرد هم آمدند و ستارگان نخستین را شکل دادند.اما این ستارگان با ستارگانی که ما امروز می بینیم تفاوت های عمده ای داشته اند.آنها به طور کلی از هیدروژن و هلیم تشکیل می شدند و پس از این که جرم شان بسیار زیادی می شد با انفجاری مهیب تبدیل به ابر نو اختر می گشتند. انفجار های ابر نواختری پی در پی و همجوشى هسته اى این دست از ستارگان، باعث ورود عناصر سنگین تری به کیهان می شد.
ماده تاریک در دوران اولیه کیهان، حکم فرما بوده است. این ماده اسرار آمیز با گرانش خود مواد موجود در کیهان را به دور هم جمع کرده و هاله ای آز آنها تشکیل می داده است. همچنان که ستارگان اولیه در درون هاله هایی از ماده تاریک در کنار هم گرد می آمدند، پروسه ای که از آن تحت عنوان سرد شدن مولکولی هیدروژن یاد می شود،به ،فروپاشی آنها به داخل ستارگان کمک می کرده. البته این ایده متداولی است که مورد پذیرش شمار زیادی از اخترشناسان می باشد.
اما عده ای از محققین ایالات متحده بر این عقیده اند که ماده تاریک صرفا به واسطه گرانشش تاثیر گذار نبوده ، و به طور عمیق تری در کیهان درگیر بوده است.نتایج تحقیقات این گروه تحت عنوان " ماده تاریک و ستارگان نخستین : فاز جدیدی از تکامل تدريجى ستاره ای" به چاپ رسیده است.
هنگامی که ریز ذرات ماده تاریک به هم فشرده می شوند،از بین می روند.ذارت در فرایند نابودی مقدار زیادی حرارات ایجاد کرده و باعث اختلال در مکانیزم پروسه سرد شدن مولکولی هیدروژن می شوند. همجوشی هسته ای هیدوژن می ایستد و فاز نوین ستاره ای "ستاره تاریک" آغاز می گردد.بدین ترتیب گوی های پرجرمی از هیدروژن و هلیوم به جای همجوشی هسته ای از نابودی ماده تاریک حاصل می آیند.
نمایی خیالی از ستارگان نخستین
اگر این ستارگان به میزان کافی پایدار باشند، احتمال می رود شماری از آنها هنوز هم وجود داشته باشند.این بدان معنا است که جمعیت های ستارگان نخستین هیچگاه به مرحله "رشته اصلی" نرسیده اند و همچنان در پروسه توسعه نيافته نابودی ماده تاریک به سر می برند و به بیان دیگر عقب مانده اند.
همچنان که ماده تاریک در این فرایند به مصرف می رسد.مقادیر دیگری از ماده تاریک در سایر نقاط به عنوان جایگزین به سوی هاله جریان خواهند یافت تا هسته همچنان گرم بماند.بدین ترتیب همجوشی هسته ای هیدروژن همانند گذشته دیگر ادامه نخواهد یافت.
از طرف دیگر ممکن است ستارگان تاریک نتوانند برای مدت زیادی دوام بیاورند. همجوشی هسته ای مواد عادی ممکن است سرانجام فرایند نابودی ماده تاریک را مختل نماید.بنابر این سیر تکاملی این دست از ستارگان برای تبدیل شدن به یک ستاره عادی از حرکت نمی ایستد ، بلکه به تاخیر می افتد.
چگونه اخترشناسان می توانند به جستجوی ستارگان تاریک بپردازند؟
ستارگان تاریک بسیار عظیم اند و شعاع هسته آنها می تواند بیش از یک واحد نجوی باشد (فاصله بین زمین و خورشید، در حدود 150 میلیون کیلومتر). در نتیجه کاندیدا های مناسبی برای آزمایش عدسى گرانشی می باشند.در این آزمایش مشاهداتی از گرانش کهکشان های مجاور به عنوان تلسکوپ های مصنوعی برای کانونی کردن نور اجرامی که در دور دست ها قرار دارند، استفاده می شود. تا کنون این بهترین روشی است که اخترشناسان برای شناسایی و بررسی اجرام دور دست از آن بهره می برند.
این ستارگان همچنین از راه دیگری نیز قابل آشکار سازی هستند،اگر ماهیت ماده تاریک از تئوری "کنش و واکنش ضعیف ذرات پر جرم" پیروی کند، به هنگام نابودی ریز ذرات ماده تاریک، مقدار زیادی حرارت تولید می شود و بواسطه این گرمای زیاد ،تابش هایی در طیف گاما صورت می گیرد. علاوه بر این ذرات دیگری نیز در فضا پراکنده می گردند. بنا بر این اخترشناسان با بررسی آسمان در طیف گاما و جستجوی ذراتی همانند نوترينو و پاد (ضد) ماده می توانند به وجود ستارگان تاریک پی ببرند.
راه سوم برای یافتن این دست از ستارگان، تاخیر در ورود به مرحله "رشته اصلی" ستارگان اولیه است.ستارگان تاریک می توانند برای میلیون ها سال برای رسیدن به این مرحله تاخیر داشته باشند، که این امر خود باعث ایجاد شکافی غیر عادی در فرایند تکاملی ستارگان می باشد.
شاید ستارگان تاریک بتوانند اخترشناسان را در یافتن ماهیت حقیقی ماده تاریک یاری نمایند.
منبع : ARXIV.org / universe Today
نويسنده : اسماعیل مروجی
