منجمان برای مطالعه خود از دو تلسکوپ فضايی و مجموعه ای تلسکوپ های زمينی استفاده کردند

تصور می شود ماده تاريک - که نور کافی ساطع يا منعکس نمی کند تا "ديده" شود - 25 درصد جهان را تشکيل داده است.

در مقابل، گمان می رود سهم ماده عادی در جهان، که ما قادر به ديدن آن هستيم، بيش از 4 درصد نيست. باقی جهان يعنی تقريبا 70 درصد آن را انرژی تاريک تشکيل می دهد.

اخترشناسان تاکنون تنها قادر بودند وجود ماده تاريک را از طريق تاثير جاذبه آن بر ماده عادی استنباط کنند.

اکنون محققان آنچه را عملا اثر و نشان قوه جاذبه ماده تاريک می دانند کشف کرده اند.

آنها اين اثر را در خوشه ای از کهکشان ها موسوم به "خوشه تير" که حاصل برخورد دو خوشه کوچکتر از کهکشان هاست، يافته اند.

برخورد شديد اين دو خوشه باعث شده ماده تاريک و ماده معمولی از هم کنده شده و اثر ماده تاريک هويدا شود.

داگلاس کلو، از دانشگاه آريزونا، که اين مطالعه را سرپرستی کرده است گفت: "اين نخستين شاهد مستقيم است که ماده تاريک بايد وجود داشته باشد و اينکه بخش اعظم ماده موجود در جهان را تشکيل می دهد."

معمای جاذبه

منجمان از دهه 1930 می دانستند که خوشه های کهکشانی دارای قوه جاذبه ای چنان شديد هستند که براساس قوانين فيزيک نيوتنی و نسبيت اينشتين قابل توضيح نيست.

اين قوه جاذبه زائد می تواند دو علت داشته باشد: يکی اينکه نوع ديگری ماده بخش اعظم اين خوشه را تشکيل می دهد و اين ماده نور را جذب يا ساطع نمی کند.

توضيح دوم اين است که قوه جاذبه در خوشه های کهکشانی مانند منظومه شمسی عمل نمی کند که در آن صورت نياز به ابداع فرمول های فيزيکی تازه ای برای توضيح جهان در آن ابعاد است.

معمولا گاز موجود در کهکشان های يک خوشه از خود خوشه جداشدنی نيست، زيرا آنها يک فضای واحد را اشغال می کنند.

اما در اين مورد، منجمان به ياری بخت دو خوشه بزرگ را درست پس از تصادفی عمده پيدا کرده اند.

در سيستم پديد آمده موسوم به "خوشه تير"، گاز و کهکشان ها از يکديگر جدا شده اند.

اين گاز داغ توسط نيرويی پس زده شده است. اما ذرات ماده تاريک نبايد در اثر اين برخورد کند شوند و بايد مانند کهکشان هايی که در تصادم حضور داشته اند رفتار کنند.

جرم بيشتر در گاز

بنابراين اگر ماده تاريک وجود داشته باشد، منجمان انتظار دارند که اکثريت جرم موجود در اين خوشه ها در کهکشان ها متمرکز باشد.

اما اگر ماده تاريک وجود نداشته باشد، ابرهای گازی حاوی بيشترين جرم در خوشه ها خواهند بود. اين به خاطر آن است که در خوشه های کهکشانی معمولا ميزان جرمی (جرم ماده معمولی) که در گازها انبار شده ده برابر بيشتر از جرم انبار شده در ستارگان است.

با اين حال، منجمان دريافتند که بيشترين جرم در اين سيستم در کهکشان ها وجود دارد نه در ابرهای گازی.

محققان برای يافتن موقعيت جرم موجود در اين خوشه از تلسکوپ های چاندرا، هابل، وی ال تی و ماژلان در شيلی استفاده کردند.