कॉस्मिक इवोल्यूशन सर्वे (COSMOS) क्षेत्र में गैलेक्सी घनत्व, आकाशगंगाओं के लाल रंग का प्रतिनिधित्व करने वाले रंगों के साथ, 0.2 (ब्लू) के रेडशिफ्ट से लेकर 1 (लाल) तक है। गुलाबी एक्स-रे आकृति एक्सएमएम-न्यूटन द्वारा देखे गए एक्स-रे उत्सर्जन को बढ़ाती है।
डार्क मैटर (वास्तव में ठंडा, डार्क - नॉन-बायोरोनिक - मैटर) केवल इसके गुरुत्वाकर्षण प्रभाव से पता लगाया जा सकता है। आकाशगंगाओं के समूहों और समूहों में, यह प्रभाव कमजोर गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग के रूप में दिखाई देता है, जिसे नीचे गिराना मुश्किल है। बहुत अधिक सटीक तरीके से गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग की डिग्री का अनुमान लगाया जाता है - और इसलिए डार्क मैटर का वितरण - द्रव्यमान के केंद्र का पता लगाने के लिए गर्म इंट्रा-क्लस्टर प्लाज्मा से एक्स-रे उत्सर्जन का उपयोग करना है।
और यह हाल ही में खगोलविदों की एक टीम ने हाल ही में किया है ... और उन्होंने पहली बार हमें इस बात पर ध्यान दिया है कि पिछले कई अरब वर्षों में कितना काला पदार्थ विकसित हुआ है।
COSMOS एक खगोलीय सर्वेक्षण है जो कॉस्मिक टाइम (रिडफ़्ट) और बड़े पैमाने पर संरचना पर्यावरण के एक समारोह के रूप में आकाशगंगाओं के गठन और विकास की जांच करने के लिए बनाया गया है। सर्वेक्षण में प्रमुख अंतरिक्ष-आधारित दूरबीनों (हबल और एक्सएमएम-न्यूटन सहित) और जमीन-आधारित दूरबीनों की संख्या के आधार पर इमेजिंग के साथ 2 वर्ग डिग्री भूमध्यरेखीय क्षेत्र को शामिल किया गया है।
अंधेरे पदार्थ की प्रकृति को समझना आधुनिक ब्रह्मांड विज्ञान में महत्वपूर्ण खुले प्रश्नों में से एक है। इस प्रश्न को संबोधित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले दृष्टिकोणों में से एक में खगोलविदों ने बड़े पैमाने पर और चमकदारता के बीच संबंध का उपयोग किया है जो आकाशगंगाओं के समूहों के लिए पाया गया है जो उनके एक्स-रे उत्सर्जन को जोड़ता है, सामान्य के द्रव्यमान का संकेत ("बेरियोनिक) अकेले () बेशक, बैरोनिक पदार्थ में इलेक्ट्रॉन शामिल हैं, जो कि लेप्टोन हैं!), और उनके कुल द्रव्यमान (बायोरोनिक प्लस डार्क मैटर) जैसा कि गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग द्वारा निर्धारित किया जाता है।
तिथि करने के लिए संबंध केवल पास के समूहों के लिए स्थापित किया गया है। मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर एक्स्ट्राटेरेस्ट्रियल फिजिक्स (एमपीई), मार्सिले की एस्ट्रोफिजिक्स की प्रयोगशाला (एलएएम), और लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी (बर्कले लैब) सहित एक अंतरराष्ट्रीय सहयोग से नए काम ने इस संबंध को और अधिक दूर तक पहुंचाने में बड़ी प्रगति की है। और पहले की तुलना में छोटे ढांचे संभव थे।
एक्स-रे उत्सर्जन और अंतर्निहित काले पदार्थ के बीच की कड़ी स्थापित करने के लिए, टीम ने एक्स-रे-चयनित समूहों और आकाशगंगाओं के समूहों के सबसे बड़े नमूनों में से एक का उपयोग किया, जो ईएसए के एक्स-रे वेधशाला, एक्सएमएम-न्यूटन द्वारा निर्मित है।
आकाशगंगाओं के समूहों और समूहों को प्रभावी ढंग से उप-आर्कम्युन तराजू पर अपने विस्तारित एक्स-रे उत्सर्जन का उपयोग करके पाया जा सकता है। अपने बड़े प्रभावी क्षेत्र के परिणामस्वरूप, एक्सएमएम-न्यूटन एकमात्र एक्स-रे दूरबीन है जो दूर के समूहों और आकाशगंगाओं के समूहों से उत्सर्जन के बेहोश स्तर का पता लगा सकता है।
एमपीई और यूनिवर्सिटी ऑफ मैरीलैंड के एलेक्सिस फिनोगुएनोव ने कहा, "एम्स-न्यूटन की क्षमता गहरे क्षेत्रों में आकाशगंगा समूहों के बड़े कैटलॉग प्रदान करने की क्षमता आश्चर्यजनक है," हाल ही में एस्ट्रोफिजिकल जर्नल (एपीजे) पेपर के सह-लेखक ने टीम की रिपोर्ट की परिणाम है।
चूँकि एक्स-रे क्लस्टर खोजने और उनकी विशेषता का सबसे अच्छा तरीका है, अधिकांश अनुवर्ती अध्ययन अब तक अपेक्षाकृत निकटवर्ती समूहों और आकाशगंगाओं के समूहों तक ही सीमित हैं।
"एक्सएमएम-न्यूटन द्वारा प्रदान की गई अभूतपूर्व कैटलॉगों को देखते हुए, हम बड़े पैमाने पर मापों को बहुत छोटी संरचनाओं तक पहुंचाने में सक्षम हुए हैं, जो ब्रह्मांड के इतिहास में बहुत पहले मौजूद थे," बर्कले लैब के फिजिक्स डिवीजन के एलेक्सी लोथाउद कहते हैं, का पहला लेखक एपीजे अध्ययन।
गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग होता है क्योंकि द्रव्यमान इसके चारों ओर अंतरिक्ष को मोड़ता है, प्रकाश के मार्ग को झुकाता है: अधिक द्रव्यमान (और यह द्रव्यमान के करीब है), अधिक स्थान झुकता है, और अधिक दूर की वस्तु की छवि को विस्थापित किया जाता है और विकृत। इस प्रकार विकृति को मापने, या 'कतरनी', लेंसिंग ऑब्जेक्ट के द्रव्यमान को मापने के लिए महत्वपूर्ण है।
कमजोर गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग के मामले में (जैसा कि इस अध्ययन में इस्तेमाल किया गया है) कतरनी को सीधे देखा जाना बहुत सूक्ष्म है, लेकिन दूर की आकाशगंगाओं के संग्रह में अतिरिक्त विकृतियों को सांख्यिकीय रूप से गणना की जा सकती है, और कुछ बड़े पैमाने पर लेंसिंग के कारण औसत कतरनी उनके सामने वस्तु की गणना की जा सकती है। हालांकि, औसत कतरनी से लेंस के द्रव्यमान की गणना करने के लिए, किसी को इसके केंद्र को जानना होगा।
लोथाउड कहते हैं, "उच्च-रेडशिफ्ट क्लस्टर के साथ समस्या यह है कि यह निर्धारित करना मुश्किल है कि कौन सी आकाशगंगा क्लस्टर के केंद्र में है।" "जहां एक्स-रे मदद करते हैं।" एक आकाशगंगा समूह से एक्स-रे ल्यूमिनोसिटी का उपयोग इसके केंद्र को बहुत सटीक रूप से खोजने के लिए किया जा सकता है। ”
एक्स-रे उत्सर्जन के विश्लेषण से द्रव्यमान के केंद्रों को जानने के बाद, लूथहॉड और सहकर्मी पहले से कहीं अधिक सटीकता के साथ दूर के समूहों और समूहों के कुल द्रव्यमान का अनुमान लगाने के लिए कमजोर लेंसिंग का उपयोग कर सकते हैं।
अंतिम चरण प्रत्येक आकाशगंगा क्लस्टर की एक्स-रे चमकदारता का निर्धारण करना था और कमजोर लेंसिंग से निर्धारित द्रव्यमान के खिलाफ साजिश रचना था, जिसके परिणामस्वरूप सामूहिक अध्ययन के समूहों और समूहों के नए संग्रह के लिए बड़े पैमाने पर चमकदार संबंध थे, जो पिछले अध्ययनों को कम जनता और उच्चतर तक पहुंचाते थे। redshifts। गणना योग्य अनिश्चितता के भीतर, निकटवर्ती आकाशगंगा समूहों से दूर के लोगों के लिए संबंध समान ढलान का अनुसरण करता है; एक साधारण सुसंगत स्केलिंग कारक एक समूह या क्लस्टर के कुल द्रव्यमान (बैरोनिक प्लस डार्क) से संबंधित होता है, जो कि एक्स-रे चमक के साथ होता है, जो बाद में बैरोनिक द्रव्यमान को मापता है।
जीन-पॉल कनीब के सह-लेखक कहते हैं, "बड़े पैमाने पर संबंधों की पुष्टि करके और इसे उच्च रेडशिफ्ट्स में विस्तारित करके, हमने संरचना के विकास को मापने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण के रूप में कमजोर लेंसिंग का उपयोग करने की दिशा में एक छोटा कदम उठाया है।" लाम और फ्रांस के नेशनल सेंटर फॉर साइंटिफिक रिसर्च (CNRS) से एपीजे पेपर।
आकाशगंगाओं की उत्पत्ति का पता गर्म, प्रारंभिक ब्रह्मांड के घनत्व में मामूली अंतर से लगाया जा सकता है; इन अंतरों के निशान अभी भी कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड (CMB) में गर्म तापमान के अंतर के रूप में देखे जा सकते हैं - गर्म और ठंडे स्थान।
बर्कले सेंटर फॉर कोस्मोलॉजिकल फिजिक्स (BCCP) के प्रोफेसर जॉर्ज स्मूट कहते हैं, "हम प्राचीन माइक्रोवेव आकाश में जिन विविधताओं का अवलोकन करते हैं, वे उन आकाशगंगाओं का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो आज दिखाई देने वाली आकाशगंगाओं में समय के साथ विकसित हुई हैं।" बर्कले में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में भौतिक विज्ञान, और बर्कले लैब के भौतिकी प्रभाग के एक सदस्य हैं। स्मूट ने 2006 में भौतिकी के नोबेल पुरस्कार को सीएमबी में विसंगतियों को मापने के लिए साझा किया और एपीजे पेपर के लेखकों में से एक है। "यह बहुत रोमांचक है कि हम वास्तव में गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग के साथ माप सकते हैं कि अंधेरे पदार्थ कैसे ढह गए हैं और शुरुआत के बाद से विकसित हुए हैं।"
संरचना के विकास का अध्ययन करने में एक लक्ष्य स्वयं डार्क मैटर को समझना है, और यह उस सामान्य मामले के साथ कैसे संपर्क करता है, जिसे हम देख सकते हैं। एक अन्य लक्ष्य डार्क एनर्जी के बारे में अधिक जानना है, रहस्यमय घटना जो मामले को अलग कर रही है और ब्रह्मांड को त्वरित गति से विस्तार करने का कारण बनती है। कई सवाल अनुत्तरित रहते हैं: क्या डार्क एनर्जी स्थिर है, या यह गतिशील है? या यह केवल आइंस्टीन के जनरल थ्योरी ऑफ रिलेटिविटी में एक सीमा के कारण भ्रम है?
विस्तारित जन-चमकता संबंध द्वारा प्रदान किए गए उपकरण, ब्रह्मांड, अब और भविष्य में आकार देने में गुरुत्वाकर्षण और अंधेरे ऊर्जा की विरोधी भूमिकाओं के बारे में इन सवालों के जवाब देने के लिए बहुत कुछ करेंगे।
स्रोत: ईएसए, और २० जनवरी २०१० में प्रकाशित एक पत्र एस्ट्रोफिजिकल जर्नल के अंक (arXiv: 0910.5219 की पूर्व सूचना है)
