مشاهدات دو تلسکوپ فضایی قوی نشان می دهد که این ماده اسرار آمیز که حدود ۸۵٪ از کل هستی را فرا گرفته است، عجیب تر از چیزیست که تا کنون فکر می کردیم.

با مشاهده خوشه های کهکشانی که به هم برخورد می کنند، ستاره شناسان در حال برسی رفتار جسم سیاه هستند.

در یک پژوهش جدید، تلسکوپ فضایی هابل و تلسکوپ پرتو ایکس چاندرا که در بازه های زمانی مختلف و از زوایای مختلف بر روی برخورد 72 خوشه کهکشانی تمرکز کرده بودند، به ما این اجازه را دادند که ببینیم که چگونه جسم سیاه در طی زمان با خودش تعامل می کند.

نتایج پژوهش 27 مارس 2015 منتشر شد که در آن عکس های برخورد خوشه هایی که دانشمندان از پیش می دانستند که جسم سیاه در آن ها وجود دارند به ترتیب زمانی کنار هم گذاشته شده بود. دیوید هاروی (David Harvey)، نویسنده ارشد این پژوهش، می گوید: ما می دانیم که گاز و ستاره ها چگونه به این برخورد ها واکنش نشان می دهند و بعد از برخورد از کجا سر در می آورند. با مقایسه این که جسم سیاه چگونه رفتار می کند می توانیم پی ببریم که جسم سیاه دقیقا چیست.

وجود جسم سیاه فقط از این طریق احساس می شود که با ماده معمولی و از طریق جاذبه بین ذرات اندرکنش دارد. با این حال، از طریق نیروی الکترومغناطیسی اندکنش انجام نمی دهد که به همین علت است که نمی توانیم آن را ببینیم. همچنین، نه نوری تولید می کند، نه نور را بازتاب می کند و یا حتی را پخش نمی کند. در واقع، جسم سیاه بیشتر از این که سیاه باشد، نامرئی است.

در این پژوهش جدید، هاروی و تیمش متوجه شدند که تا چه اندازه این ماده نامرئی است، حتی برای خودش!

وقتی دو خوشه کهکشانی به هم برخورد می کنند، گازها، ستاره ها و جسم سیاه به طرق متفاوتی اندرکنش می کنند. ابرهای گازی در پی ایجاد نیروی کششی کم کم آرام می شوند و سرانجام باز می ایستند. درحال که ستارگان به سرعت از کنار هم عبور می کنند، البته در صورتی که برخوردی میانشان صورت نگیرد.در هنگام مطالعه این که در این میان برای جسم سیاه چه اتفاقی می افتد، دانشمندان متوجه شدند که، همانند ستاره ها، جسم سیاه نیز بر روی یکدیگر تاثیر کمی دارند.

این گونه فکر می شد که ماده سیاه به طورت یکسان در میان خوشه ها گسترش می یابد زیر منطقی به نظر می رسد که انبوه جسم سیاه اندرکنش نیرومندی داشته باشند، چیزی شبیه برخورد ابرهای گاز وقتی که ذرات برخورد کننده جسم سیاه در مجاورت آنان هستند. اما به جای این که یک کشش رخ بدهد، ابرهای جسم سیاه از میان یک دیگر بی سر و صدا عبور می کنند.

ریچارد مسیی (Richard Massey) از دانشگاه دورهام انگلیس گفت: هر برخورد صدها میلیون سال به طول می انجامد و بنابراین در بازه عمر انسان، ما فقط یک تصویر ثابت از یک زاویه از ماجرا را بینیم. حالا که چندین برخورد مشاهده و مطالعه شده است، می توانیم قطعات پازل را کنار هم بگذاریم تا بهتر بفهمیم که چه اتفاقی دارد می افتد.

حالا دیگر می دانیم که ذرات جسم سیاه در مجاورت با ذرات دیگر جسم سیاه، نیروهای قوی اصطکاکی را تجربه نمی کنند، اما باید بر روی خصوصیات دیگرشان بیشتر کاوش شود. در گام بعدی دانشمندان قصد دارند تا ببینند که آیا شواهدی وجود دارد تا نشان دهد که ذرات ماده سیاه مانند توپ های بیلیارد به هم برخورد می کنند و دور می شوند. چنین اندرکنش جنبشی ای نمایان گرخصوصیات پراکنش در میان برخوردهای عظیم خوشه های کهکشانی می باشد. آن ها همچنان امیدوارند تا ببینند که چگونه جسم سیاه در هنگام برخورد با یک کهکشان عمل می کند. البته این اتفاقیست که خیلی بیشتر از برخوردهای خوشه های کهکشانی روی می دهد.

به گفته هاروی، برای جسم سیاه کاندیداهای دیگری نیز وجود دارد، بازی هنوز تمام نشده است، ولی نزدیک به یک جواب هستیم. این ذرات بزرگ نجومی بالاخره به ما این فرصت را می دهند که دنیای سیاه اطرافمان را ببینیم.