Dark matter: यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी ने हाल ही में अपने विज्ञान कार्यक्रम के एक नए मिशन की घोषणा की: पृथ्वी की परिक्रमा करने वाली एक छोटी दूरबीन जिसे अरखिस कहा जाता है।
यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी (ईएसए) ने हाल ही में अपने विज्ञान कार्यक्रम के एक नए मिशन की घोषणा की: पृथ्वी की परिक्रमा करने वाली एक छोटी दूरबीन जिसे अरखिस कहा जाता है । लेकिन यद्यपि इसका नाम विज्ञान-कथा उपन्यास ड्यून से प्रेरित है , यह एक रेगिस्तानी ग्रह पर रेत के कीड़ों या “मसाले” की तलाश नहीं करेगा।
इसके बजाय, यह फुर्तीला उपग्रह अपने वजन से बहुत अधिक पंच करेगा और ब्रह्मांड में सबसे मायावी और रहस्यमय पदार्थों में से एक को ट्रैक करने का प्रयास करेगा: डार्क मैटर । यह काल्पनिक अदृश्य पदार्थ को दिया गया शब्द है जिसे सामान्य पदार्थ से अधिक प्रचुर मात्रा में माना जाता है और इसके आसपास के समान गुरुत्वाकर्षण प्रभाव पड़ता है।
मिशन को तेज (एफ) के रूप में वर्गीकृत किया गया है, जिसका अर्थ है कि यह छोटा है, अधिक केंद्रित है, और अन्य प्रकार के ईएसए मिशनों की तुलना में तेज बदलाव (लॉन्च करने के लिए दस साल से कम) है। 2019 में चुने गए एजेंसी के पिछले एफ-मिशन को धूमकेतु इंटरसेप्टर कहा जाता है । सौर मंडल में पहले से ही एक स्थिर बिंदु पर पार्क किया गया, यह जांच एक धूमकेतु के दिखने और उसके द्वारा उड़ान भरने की प्रतीक्षा कर रही है, कुछ ऐसा जो उस समय के आसपास होने वाला है जब अरखिस 2030 के दशक की शुरुआत में लॉन्च होगा।
रोशनी का पिछा करें
चूंकि डार्क मैटर अभी भी पता लगाने से दूर है, मिशन प्रकाश के उन स्रोतों को लक्षित करेगा जो इसके प्रति संवेदनशील हैं। हम सामान्य पदार्थ की उम्मीद करते हैं – वह सामान जो वास्तव में प्रकाश उत्सर्जित करता है, जैसे कि आकाशगंगाओं में तारे – मुख्य रूप से डार्क मैटर के प्रभाव में चलते हैं, जो अधिक प्रचुर मात्रा में है।
हम मानते हैं कि संपूर्ण आकाशगंगाएं अंतर्निहित डार्क मैटर द्वारा आगे-पीछे चलती हैं, जैसे कि एक अदृश्य महासागर में प्रकाशस्तंभ फैले होते हैं। हालांकि, उनका नौकायन ऊबड़-खाबड़ है, क्योंकि ऐसा माना जाता है कि डार्क मैटर को ब्रह्मांड में असमान रूप से वितरित किया जाता है, जिससे विशाल दूरी पर “ब्रह्मांडीय वेब” बनता है, और आकाशगंगा के तराजू पर अधिक गुच्छेदार उपस्थिति होती है। इनमें से कुछ झुरमुटों को छोटी आकाशगंगाओं से आबाद किया जाना चाहिए, जिन्हें बौनी आकाशगंगाएँ कहा जाता है , जबकि अन्य पूरी तरह से डार्क मैटर से बनी होंगी।
उन बौनी आकाशगंगाओं से बचा हुआ मलबा भी है जो मेजबान आकाशगंगाओं की परिक्रमा के बहुत करीब हैं। जैसे-जैसे आस-पास का डार्क मैटर इन आकाशगंगाओं को गुरुत्वाकर्षण ज्वार के माध्यम से अलग करता है, वे तारों की लंबी धाराओं में बिखरने लगती हैं जो अंतरिक्ष के विशाल क्षेत्रों को लपेटती हैं। प्रकाश के ये पतले परदे अनदेखे के साथ एक और संबंध हैं। उनकी आकृतियों को गिनकर और मापकर, हम अनुमान लगा सकते हैं कि किस प्रकार का काला कण पदार्थ से बना है – और अंत में, कौन सा ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल सबसे सटीक है।
अंतरिक्ष में भद्दापन हमारे ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल की एक मजबूत भविष्यवाणी है, क्योंकि यह पदार्थ पर गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव के परिणाम का प्रतिनिधित्व करता है। हालांकि, हमारे मॉडल इन गुच्छों की संख्या के बारे में परस्पर विरोधी भविष्यवाणियां देते हैं, जो इस बात पर निर्भर करते हुए अधिक या कम हो सकती हैं कि हम किस प्रकार के कण या कणों से बने डार्क मैटर को मानते हैं।
ब्रह्माण्ड विज्ञान के “मानक” मॉडल में, डार्क मैटर के कणों को “ठंडा” माना जाता है , जिसका अर्थ है कि वे भारी और धीमी गति से चलते हैं (एक उदाहरण “कमजोर रूप से बड़े पैमाने पर कणों को परस्पर क्रिया करना” या विम्प्स होगा )। इसका तात्पर्य यह है कि हमारी मिल्की वे में सैकड़ों डार्क मैटर क्लंप होंगे, जिनमें से कुछ में बौनी आकाशगंगाएँ होंगी। लेकिन समस्या यह है कि हम अपने चारों ओर कुछ दर्जन बौनी आकाशगंगाएँ ही देखते हैं, जो बहुत ही हैरान करने वाली है। इसका मतलब यह हो सकता है कि इनमें से अधिकतर गुच्छे डार्क मैटर से बने हैं।
हालांकि, कॉस्मोलॉजिस्ट के पास अन्य व्यवहार्य विचार हैं। उदाहरण के लिए, यदि डार्क मैटर “गर्म” है – जिसका अर्थ है कि कण बहुत हल्के और तेज़ हैं, जैसे कि बाँझ न्यूट्रिनो – तो शुरू करने के लिए बहुत कम गुच्छे होंगे। अवलोकन हमें अंतिम सुराग दे सकते हैं कि कौन सा मॉडल सही है, लेकिन वहां पहुंचने के लिए, हमें सबसे पहले मिल्की वे की परिक्रमा करने वाली बौनी आकाशगंगाओं की सटीक जनगणना की आवश्यकता है।
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इस बात के पुख्ता संकेत हैं कि मिल्की वे या अन्य बड़ी आकाशगंगाओं के पास अब तक खोजी गई बौनी आकाशगंगाएँ केवल हिमशैल का सिरा हैं, और यह कि कई अन्य अपने यजमानों के प्रकाश के पीछे छिपे हुए हैं। अरखिस हमसे बड़ी दूरी पर भी इस गुमशुदा आबादी का पता लगाने में सक्षम होंगे।
इस धुंधले तारे के प्रकाश को देखना पृथ्वी पर सबसे बड़ी दूरबीनों के लिए भी चुनौतीपूर्ण साबित हुआ है क्योंकि इसके लिए बहुत गहरी इमेजिंग और आकाश के बड़े हिस्से का सर्वेक्षण करने की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, पृथ्वी का वातावरण एक बाधा है। अरखिस अंतरिक्ष से एक अभिनव कैमरे के साथ निरीक्षण करेंगे जो स्पेक्ट्रम के ऑप्टिकल और निकट-अवरक्त भाग दोनों में गहराई से जांच करता है, और दृश्य के व्यापक क्षेत्र के साथ। (संयोग से, इस प्रकार का कैमरा उत्कृष्ट रिजोल्यूशन के साथ पृथ्वी पर वापस भी देख सकता है।
करीब 100 मिल्की वे जैसी प्रणालियां देखी जाएंगी जो लगभग 100 मिलियन प्रकाश-वर्ष दूर हैं, जहां अब तक केवल कुछ बौनी आकाशगंगाओं की खोज की गई है, और अभी तक कोई तारकीय धाराएं नहीं हैं। जब हम जल्द ही खोजी जाने वाली बौनी आकाशगंगाओं की संख्या जानते हैं और उन्हें अंतरिक्ष में कैसे वितरित किया जाएगा , तो हमें सही ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल को निर्धारित करने में सक्षम होना चाहिए।
डार्क मैटर प्रदान करने वाली पहेली में अर्राखियों को कई लापता टुकड़े मिलेंगे, जो हम पहले से ही पास के ब्रह्मांड से जानते हैं और भविष्य में यूक्लिड या वेरा रुबिन ऑब्जर्वेटरी जैसे अन्य आगामी दूरबीनों से क्या सीखेंगे ।
आशा है कि ये विस्तृत, संयुक्त अवलोकन अंततः डार्क मैटर के रहस्य को उजागर करेंगे, और हमें यह समझने में मदद करेंगे कि ब्रह्मांड में अधिकांश पदार्थ क्या बनाते हैं।