חומר אפל נותר במידה רבה בגדר תעלומה מאז שהוצע קיומו לפני שנים כה רבות. כעת, הודות למפה שנוצרה באמצעות נתונים חדשים מטלסקופ החלל ג'יימס ווב של נאס"א, בוצע צעד נוסף בדרך להבנת האופן שבו החומר הבלתי נראה סייע במשיכת חומר רגיל לגלקסיות כמו שביל החלב שלנו ולכוכבי לכת כמו כדור הארץ.
5 צפייה בגלריה
מיפוי החומר האפל, כאשר קווי המתאר מסמנים אזורים בעלי צפיפות שווה של חומר אפל, ומדגישים היכן החומר הבלתי נראה הזה – המוצג בצבע כחול – מרוכז מאוד
(צילום: Dr. Gavin Leroy/Professor Richard Massey/COSMOS-Webb collaboration)
המחקר, שהתפרסם בכתב העת Nature Astronomy, הובל במשותף על ידי אוניברסיטת דרהאם, המעבדה להנעה סילונית של נאס"א ובית הספר הפוליטכני הפדרלי של לוזאן בשווייץ. המפה החדשה מאשרת מחקרים קודמים ומספקת פרטים חדשים על הקשר בין חומר אפל לחומר הרגיל שממנו אנו – וכל מה שאנחנו יכולים לגעת בו או לראות – עשויים.
בראשית תולדות היקום, חומר אפל וחומר רגיל היו כנראה מפוזרים בדלילות. מדענים סבורים שחומר אפל התקבץ תחילה יחד ולאחר מכן משך אליו חומר רגיל, ויצר אזורים שבהם החלו להיווצר כוכבים וגלקסיות. בדרך זו, החומר האפל קבע את התפלגות הגלקסיות בקנה מידה גדול שאנו רואים ביקום כיום, ובשלב מתקדם יותר גם מילא תפקיד מרכזי ביצירת התנאים להיווצרות כוכבי לכת.
ד"ר גאווין לירוי, מהמכון לקוסמולוגיה חישובית במחלקה לפיזיקה של אוניברסיטת דרהאם, הסביר שעל ידי חשיפת החומר האפל בדיוק חסר תקדים, המפה שהוא ועמיתיו למחקר יצרו מראה כיצד רכיב בלתי נראה של היקום בנה חומר נראה עד כדי כך שאפשר את הופעתם של גלקסיות, כוכבים ובסופו של דבר החיים עצמם. "מפה זו חושפת את תפקידו הבלתי נראה אך החיוני של החומר האפל, האדריכל האמיתי של היקום, אשר מארגן בהדרגה את המבנים שאנו צופים בהם דרך הטלסקופים שלנו", אמר ד"ר לירוי.
5 צפייה בגלריה
מפה זו מציגה את התפלגות החומר האפל, כפי שנצפתה על ידי טלסקופ החלל האבל (משמאל) ועל ידי טלסקופ החלל ג'יימס ווב (מימין). קווי המתאר מסמנים אזורים בעלי צפיפות חומר אפל שווה, ומדגישים היכן החומר הבלתי נראה הזה – המוצג בצבע כחול – מרוכז באופן הרב ביותר
(צילום: Dr. Gavin Leroy/Professor Richard Massey/COSMOS-Webb collaboration)
חומר אפל אינו פולט, מחזיר, סופג או חוסם אור, והוא עובר דרך חומר רגיל כמו רוח רפאים. עם זאת, הוא אכן מקיים אינטראקציה עם שאר היקום באמצעות כוח הכבידה, דבר שהמפה החדשה מראה ברמה חדשה של בהירות.
ראיות לאינטראקציה זו טמונות במידת החפיפה בין מפות של חומר אפל וחומר רגיל. על פי המחקר, תצפיותיו של טלסקופ החלל ג'יימס ווב מאשרות כי הדבר נובע מכוח המשיכה של החומר האפל. "בכל מקום בו מוצאים חומר רגיל ביקום כיום, מוצאים גם חומר אפל", הסביר פרופ' ריצ'רד מאסי, מהמכון לקוסמולוגיה חישובית במחלקה לפיזיקה של אוניברסיטת דרהאם. "מיליארדי חלקיקי חומר אפל עוברים דרך גוף האדם בכל שנייה מבלי לגרום לנזק ומבלי שנשים לכך לב. עם זאת, לכל החומר האפל המסתחרר סביב שביל החלב יש כוח משיכה חזק מספיק כדי למנוע ממנה להסתחרר".
5 צפייה בגלריה
באמצעות נתונים מטלסקופ החלל ג'יימס ווב, אסטרונומים יצרו את אחת המפות המפורטות ביותר עד כה של חומר אפל
(צילום: Dr. Gavin Leroy/Professor Richard Massey/COSMOS-Webb collaboration)
כ-255 שעות נדרשו לטלסקופ החלל ג'יימס ווב כדי למפות אזור – המשתרע היכן ששוכנת קבוצת הכוכבים סקסטנס – בו זוהו כמעט 800 אלף גלקסיות, רבות מהן התגלו לראשונה. בהשוואה למצפי כוכבים קרקעיים, מופו פי עשרה יותר גלקסיות, ופי שניים יותר מאשר טלסקופ החלל האבל ששוגר לחלל ב-1990 על ידי נאס"א וסוכנות החלל האירופית. "זוהי מפת החומר האפל הגדולה ביותר שיצרנו עם טלסקופ החלל ג'יימס ווב, והיא חדה פי שניים מכל מפת חומר אפל שנוצרה על ידי מצפי כוכבים אחרים", אמרה ד"ר דיאנה סקוגנאמיליו, מהמעבדה להנעה סילונית של נאס"א. "בעבר, הסתכלנו על תמונה מטושטשת של חומר אפל. כעת, אנו רואים את הפיגומים הבלתי נראים של היקום בפירוט מדהים, הודות לרזולוציה המדהימה של טלסקופ החלל ג'יימס ווב".
צוות האסטרונומים מתכנן כעת למפות חומר אפל ברחבי היקום כולו, באמצעות טלסקופ החלל אוקלידס של סוכנות החלל האירופית וטלסקופ החלל ננסי גרייס רומן של נאס"א. בכך, יורחב הידע על התכונות הבסיסיות של חומר אפל וכיצד הוא עשוי להשתנות במהלך ההיסטוריה הקוסמית. פיסת השמיים שנחקרה במחקר האחרון תהיה נקודת ההתייחסות על פיה כל יבוצע המיפוי העתידי.
