आकाशगंगा का एक चित्रण By वनिता कासनियां पंजाब सौर मंडल में डार्क मैटर को कैसे मापा जा सकता हैआकाशगंगा के चित्र केंद्र से बाहर निकलने वाले सर्पिल पैटर्न में व्यवस्थित अरबों सितारों को दिखाते हैं, बीच में प्रबुद्ध गैस के साथ। लेकिन हमारी आंखें केवल उस सतह को देख सकती हैं जो हमारी आकाशगंगा को एक साथ रखती है। हमारी आकाशगंगा के द्रव्यमान का लगभग 95 प्रतिशत भाग अदृश्य है और प्रकाश के साथ परस्पर क्रिया नहीं करता है। यह डार्क मैटर नामक एक रहस्यमय पदार्थ से बना है, जिसे कभी सीधे मापा नहीं गया।अब, एक नया अध्ययन गणना करता है कि अंतरिक्ष यान और दूर के धूमकेतु सहित हमारे सौर मंडल में डार्क मैटर का गुरुत्वाकर्षण वस्तुओं को कैसे प्रभावित करता है। यह एक तरीका भी प्रस्तावित करता है कि भविष्य के प्रयोग के साथ डार्क मैटर के प्रभाव को सीधे देखा जा सकता है। लेख रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसायटी के मासिक नोटिस में प्रकाशित हुआ है ।.नासा के मुख्य वैज्ञानिक कार्यालय के सह-लेखक और सलाहकार जिम ग्रीन ने कहा, "हम भविष्यवाणी कर रहे हैं कि यदि आप सौर मंडल में काफी दूर निकलते हैं, तो आपके पास वास्तव में डार्क मैटर फोर्स को मापने का अवसर है।" "यह कैसे करना है और हम इसे कहाँ करेंगे, इसका पहला विचार है।"हमारे पिछवाड़े में काला पदार्थयहाँ पृथ्वी पर, हमारे ग्रह का गुरुत्वाकर्षण हमें हमारी कुर्सियों से उड़ने से रोकता है, और सूर्य का गुरुत्वाकर्षण हमारे ग्रह को 365-दिनों के समय पर परिक्रमा करता रहता है। लेकिन एक अंतरिक्ष यान सूर्य से जितना दूर उड़ता है, वह सूर्य के गुरुत्वाकर्षण को उतना ही कम महसूस करता है, और जितना अधिक वह गुरुत्वाकर्षण का एक अलग स्रोत महसूस करता है: वह आकाशगंगा के बाकी हिस्सों से आता है, जो कि ज्यादातर डार्क मैटर होता है। हमारी आकाशगंगा के 100 अरब तारों का द्रव्यमान आकाशगंगा के डार्क मैटर सामग्री के अनुमानों की तुलना में बहुत कम है।सौर मंडल में डार्क मैटर के प्रभाव को समझने के लिए, प्रमुख अध्ययन लेखक एडवर्ड बेलब्रुनो ने "गैलेक्टिक फोर्स" की गणना की, जो सामान्य पदार्थ के समग्र गुरुत्वाकर्षण बल को संपूर्ण आकाशगंगा से डार्क मैटर के साथ मिलाता है। उन्होंने पाया कि सौर मंडल में, इस बल का लगभग 45 प्रतिशत हिस्सा डार्क मैटर से है और 55 प्रतिशत सामान्य, तथाकथित "बैरोनिक मैटर" से है। यह सौर मंडल में डार्क मैटर के द्रव्यमान और सामान्य पदार्थ के बीच लगभग आधा-आधा विभाजन का सुझाव देता है।प्रिंसटन यूनिवर्सिटी और येशिवा यूनिवर्सिटी के गणितज्ञ और खगोल भौतिकीविद् बेलब्रुनो ने कहा, "हमारे सौर मंडल में महसूस किए गए डार्क मैटर के कारण सामान्य पदार्थ के कारण बल की तुलना में गैलेक्टिक बल के अपेक्षाकृत छोटे योगदान से मैं थोड़ा हैरान था।" "यह इस तथ्य से समझाया गया है कि अधिकांश डार्क मैटर हमारी आकाशगंगा के बाहरी हिस्सों में है, जो हमारे सौर मंडल से बहुत दूर है।"एक बड़ा क्षेत्र जिसे डार्क मैटर का "हेलो" कहा जाता है, मिल्की वे को घेरता है और आकाशगंगा के डार्क मैटर की सबसे बड़ी सांद्रता का प्रतिनिधित्व करता है। प्रभामंडल में बहुत कम या कोई सामान्य मामला नहीं है। यदि सौर मंडल आकाशगंगा के केंद्र से अधिक दूरी पर स्थित होता, तो यह गांगेय बल में काले पदार्थ के बड़े अनुपात के प्रभाव को महसूस करेगा क्योंकि यह डार्क मैटर प्रभामंडल के करीब होगा, लेखकों ने कहा।वोयाजर 1 और कक्षाओं के साथ सौर मंडलइस कलाकार की अवधारणा में, नासा के वोयाजर 1 अंतरिक्ष यान में सौर मंडल का एक विहंगम दृश्य है। मंडल प्रमुख बाहरी ग्रहों की कक्षाओं का प्रतिनिधित्व करते हैं: बृहस्पति, शनि, यूरेनस और नेपच्यून। 1977 में लॉन्च किया गया, वोयाजर 1 ने बृहस्पति और शनि ग्रहों का दौरा किया। अंतरिक्ष यान अब पृथ्वी से 14 बिलियन मील से अधिक दूर है, जिससे यह अब तक का सबसे दूर मानव निर्मित वस्तु बन गया है। वास्तव में, वोयाजर 1 अब इंटरस्टेलर स्पेस के माध्यम से ज़ूम कर रहा है, सितारों के बीच का क्षेत्र जो गैस, धूल और मरने वाले सितारों से पुनर्नवीनीकरण सामग्री से भरा हुआ है।श्रेय: NASA, ESA, और G. बेकन (STScI)डार्क मैटर अंतरिक्ष यान को कैसे प्रभावित कर सकता हैनए अध्ययन के अनुसार, ग्रीन और बेलब्रूनो का अनुमान है कि डार्क मैटर का गुरुत्वाकर्षण सभी अंतरिक्ष यान के साथ इतना कम इंटरैक्ट करता है कि नासा ने सौर मंडल से बाहर जाने वाले रास्तों पर भेजा है।“If spacecraft move through the dark matter long enough, their trajectories are changed, and this is important to take into consideration for mission planning for certain future missions,” Belbruno said.Such spacecraft may include the retired Pioneer 10 and 11 probes that launched in 1972 and 1973, respectively; the Voyager 1 and 2 probes that have been exploring for more than 40 years and have entered interstellar space; and the New Horizons spacecraft that has flown by Pluto and Arrokoth in the Kuiper Belt.But it’s a tiny effect. After traveling billions of miles, the path of a spacecraft like Pioneer 10 would only deviate by about 5 feet (1.6 meters) due to the influence of dark matter. “They do feel the effect of dark matter, but it’s so small, we can’t measure it,” Green said. Where does the galactic force take over?At a certain distance from the Sun, the galactic force becomes more powerful than the pull of the Sun, which is made of normal matter. Belbruno and Green calculated that this transition happens at around 30,000 astronomical units, or 30,000 times the distance from Earth to the Sun. That is well beyond the distance of Pluto, but still inside the Oort Cloud, a swarm of millions of comets that surrounds the solar system and extends out to 100,000 astronomical units.This means that dark matter’s gravity could have played a role in the trajectory of objects like ‘Oumuamua, the cigar-shaped comet or asteroid that came from another star system and passed through the inner solar system in 2017. Its unusually fast speed could be explained by dark matter’s gravity pushing on it for millions of years, the authors say.If there is a giant planet in the outer reaches of the solar system, a hypothetical object called Planet 9 or Planet X that scientists have been searching for in recent years, dark matter would also influence its orbit. If this planet exists, dark matter could perhaps even push it away from the area where scientists are currently looking for it, Green and Belbruno write. Dark matter may have also caused some of the Oort Cloud comets to escape the orbit of the Sun altogether.Could dark matter’s gravity be measured?To measure the effects of dark matter in the solar system, a spacecraft wouldn’t necessarily have to travel that far. At a distance of 100 astronomical units, a spacecraft with the right experiment could help astronomers measure the influence of dark matter directly, Green and Belbruno said.Specifically, a spacecraft equipped with radioisotope power, a technology that has allowed Pioneer 10 and 11, the Voyagers, and New Horizon to fly very far from the Sun, may be able to make this measurement. Such a spacecraft could carry a reflective ball and drop it at an appropriate distance. The ball would feel only galactic forces, while the spacecraft would experience a thermal force from the decaying radioactive element in its power system, in addition to the galactic forces. Subtracting out the thermal force, researchers could then look at how the galactic force relates to deviations in the respective trajectories of the ball and the spacecraft. Those deviations would be measured with a laser as the two objects fly parallel to one another.A proposed mission concept called Interstellar Probe, which aims to travel to about 500 astronomical units from the Sun to explore that uncharted environment, is one possibility for such an experiment.आकाशगंगा समूह की दो हबल छवियां Cl 0024+17 (ZwCl 0024+1652), डार्क मैटर को चित्रित करने के लिए सही छवि के साथ छायांकितTwo views from Hubble of the massive galaxy cluster Cl 0024+17 (ZwCl 0024+1652) are shown. To the left is the view in visible-light with odd-looking blue arcs appearing among the yellowish galaxies. These are the magnified and distorted images of galaxies located far behind the cluster. Their light is bent and amplified by the immense gravity of the cluster in a process called gravitational lensing. To the right, a blue shading has been added to indicate the location of invisible material called dark matter that is mathematically required to account for the nature and placement of the gravitationally lensed galaxies that are seen.Credits: NASA, ESA, M.J. Jee and H. Ford (Johns Hopkins University)More about dark matterDark matter as a hidden mass in galaxies was first proposed in the 1930s by Fritz Zwicky. But the idea remained controversial until the 1960s and 1970s, when Vera C. Rubin and colleagues confirmed that the motions of stars around their galactic centers would not follow the laws of physics if only normal matter were involved. Only a gigantic hidden source of mass can explain why stars at the outskirts of spiral galaxies like ours move as quickly as they do.Today, the nature of dark matter is one of the biggest mysteries in all of astrophysics. Powerful observatories like the Hubble Space Telescope and the Chandra X-Ray Observatory have helped scientists begin to understand the influence and distribution of dark matter in the universe at large. Hubble has explored many galaxies whose dark matter contributes to an effect called “lensing,” where gravity bends space itself and magnifies images of more distant galaxies.Astronomers will learn more about dark matter in the cosmos with the newest set of state-of-the-art telescopes. NASA’s James Webb Space Telescope, which launched Dec. 25, 2021, will contribute to our understanding of dark matter by taking images and other data of galaxies and observing their lensing effects. NASA’s Nancy Grace Roman Space Telescope, set to launch in the mid-2020s, will conduct surveys of more than a billion galaxies to look at the influence of dark matter on their shapes and distributions.The European Space Agency’s forthcoming Euclid mission, which has a NASA contribution, will also target dark matter and dark energy, looking back in time about 10 billion years to a period when dark energy began hastening the universe’s expansion. And the Vera C. Rubin Observatory, a collaboration of the National Science Foundation, the Department of Energy, and others, which is under construction in Chile, will add valuable data to this puzzle of dark matter’s true essence.But these powerful tools are designed to look for dark matter’s strong effects across large distances, and much farther afield than in our solar system, where dark matter’s influence is so much weaker.“If you could send a spacecraft out there to detect it, that would be a huge discovery,” Belbruno said.एलिजाबेथ लैंडौ द्वारानासा मुख्यालयvnitakasniapunjab05114@gmail.comअंतिम अद्यतन: फ़रवरी 4, 2022संपादक: एलिजाबेथ लैंडौनासाराष्ट्रीय वैमानिकी और अंतरिक्ष प्रशासननासा अधिकारी: ब्रायन डनबारvnitakasniapunjab05114@gmail.comमvnitakasniapunjab05114@gmail.comसौर मंडल में डार्क मैटर के प्रभाव को समझने के लिए, प्रमुख अध्ययन लेखक एडवर्ड बेलब्रुनो ने "गैलेक्टिक फोर्स" की गणना की, जो सामान्य पदार्थ के समग्र गुरुत्वाकर्षण बल को संपूर्ण आकाशगंगा से डार्क मैटर के साथ मिलाता है। उन्होंने पाया कि सौर मंडल में, इस बल का लगभग 45 प्रतिशत हिस्सा डार्क मैटर से है और 55 प्रतिशत सामान्य, तथाकथित "बैरोनिक मैटर" से है। यह सौर मंडल में डार्क मैटर के द्रव्यमान और सामान्य पदार्थ के बीच लगभग आधा-आधा विभाजन का सुझाव देता है।प्रिंसटन यूनिवर्सिटी और येशिवा यूनिवर्सिटी के गणितज्ञ और खगोल भौतिकीविद् बेलब्रुनो ने कहा, "हमारे सौर मंडल में महसूस किए गए डार्क मैटर के कारण सामान्य पदार्थ के कारण बल की तुलना में गैलेक्टिक बल के अपेक्षाकृत छोटे योगदान से मैं थोड़ा हैरान था।" "यह इस तथ्य से समझाया गया है कि अधिकांश डार्क मैटर हमारी आकाशगंगा के बाहरी हिस्सों में है, जो हमारे सौर मंडल से बहुत दूर है।"एक बड़ा क्षेत्र जिसे डार्क मैटर का "हेलो" कहा जाता है, मिल्की वे को घेरता है और आकाशगंगा के डार्क मैटर की सबसे बड़ी सांद्रता का प्रतिनिधित्व करता है। प्रभामंडल में बहुत कम या कोई सामान्य मामला नहीं है। यदि सौर मंडल आकाशगंगा के केंद्र से अधिक दूरी पर स्थित होता, तो यह गांगेय बल में काले पदार्थ के बड़े अनुपात के प्रभाव को महसूस करेगा क्योंकि यह डार्क मैटर प्रभामंडल के करीब होगा, लेखकों ने कहा।वोयाजर 1 और कक्षाओं के साथ सौर मंडलइस कलाकार की अवधारणा में, नासा के वोयाजर 1 अंतरिक्ष यान में सौर मंडल का एक विहंगम दृश्य है। मंडल प्रमुख बाहरी ग्रहों की कक्षाओं का प्रतिनिधित्व करते हैं: बृहस्पति, शनि, यूरेनस और नेपच्यून। 1977 में लॉन्च किया गया, वोयाजर 1 ने बृहस्पति और शनि ग्रहों का दौरा किया। अंतरिक्ष यान अब पृथ्वी से 14 बिलियन मील से अधिक दूर है, जिससे यह अब तक का सबसे दूर मानव निर्मित वस्तु बन गया है। वास्तव में, वोयाजर 1 अब इंटरस्टेलर स्पेस के माध्यम से ज़ूम कर रहा है, सितारों के बीच का क्षेत्र जो गैस, धूल और मरने वाले सितारों से पुनर्नवीनीकरण सामग्री से भरा हुआ है।श्रेय: NASA, ESA, और G. बेकन (STScI)डार्क मैटर अंतरिक्ष यान को कैसे प्रभावित कर सकता हैनए अध्ययन के अनुसार, ग्रीन और बेलब्रूनो का अनुमान है कि डार्क मैटर का गुरुत्वाकर्षण सभी अंतरिक्ष यान के साथ इतना कम इंटरैक्ट करता है कि नासा ने सौर मंडल से बाहर जाने वाले रास्तों पर भेजा है।बेलब्रुनो ने कहा, "यदि अंतरिक्ष यान लंबे समय तक काले पदार्थ से गुजरता है, तो उनके प्रक्षेपवक्र बदल जाते हैं, और भविष्य के कुछ मिशनों के लिए मिशन योजना को ध्यान में रखना महत्वपूर्ण है।"ऐसे अंतरिक्ष यान में सेवानिवृत्त पायनियर 10 और 11 प्रोब शामिल हो सकते हैं जो क्रमशः 1972 और 1973 में लॉन्च किए गए थे; वोयाजर 1 और 2 प्रोब जो 40 से अधिक वर्षों से खोज कर रहे हैं और इंटरस्टेलर स्पेस में प्रवेश कर चुके हैं; और न्यू होराइजन्स अंतरिक्ष यान जो कुइपर बेल्ट में प्लूटो और अरोकोथ द्वारा उड़ाया गया है।लेकिन यह एक छोटा सा प्रभाव है। अरबों मील की यात्रा करने के बाद, पायनियर 10 जैसे अंतरिक्ष यान का मार्ग डार्क मैटर के प्रभाव के कारण केवल 5 फीट (1.6 मीटर) ही विचलित होगा। "वे डार्क मैटर के प्रभाव को महसूस करते हैं, लेकिन यह इतना छोटा है, हम इसे माप नहीं सकते," ग्रीन ने कहा। गांगेय बल कहाँ ले जाता है?सूर्य से एक निश्चित दूरी पर, सामान्य पदार्थ से बने सूर्य के खिंचाव से गांगेय बल अधिक शक्तिशाली हो जाता है। बेलब्रुनो और ग्रीन ने गणना की कि यह संक्रमण लगभग 30,000 खगोलीय इकाइयों में होता है, या पृथ्वी से सूर्य की दूरी का 30,000 गुना होता है। यह प्लूटो की दूरी से काफी दूर है, लेकिन अभी भी ऊर्ट क्लाउड के अंदर, लाखों धूमकेतुओं का झुंड है जो सौर मंडल को घेरे हुए है और 100,000 खगोलीय इकाइयों तक फैला हुआ है।इसका मतलब यह है कि डार्क मैटर का गुरुत्वाकर्षण 'ओउमुआमुआ' , सिगार के आकार का धूमकेतु या क्षुद्रग्रह जैसी वस्तुओं के प्रक्षेपवक्र में एक भूमिका निभा सकता है जो किसी अन्य स्टार सिस्टम से आया और 2017 में आंतरिक सौर मंडल से गुजरा। इसकी असामान्य रूप से तेज गति को समझाया जा सकता है। लेखकों का कहना है कि डार्क मैटर के गुरुत्वाकर्षण द्वारा उस पर लाखों वर्षों से दबाव डाला जा रहा है।यदि सौर मंडल की बाहरी पहुंच में एक विशाल ग्रह है, एक काल्पनिक वस्तु जिसे ग्रह 9 या ग्रह एक्स कहा जाता है जिसे वैज्ञानिक हाल के वर्षों में खोज रहे हैं, तो डार्क मैटर भी इसकी कक्षा को प्रभावित करेगा। यदि यह ग्रह मौजूद है, तो डार्क मैटर शायद इसे उस क्षेत्र से दूर भी धकेल सकता है जहां वैज्ञानिक वर्तमान में इसकी तलाश कर रहे हैं, ग्रीन और बेलब्रुनो लिखते हैं। डार्क मैटर के कारण कुछ ऊर्ट क्लाउड धूमकेतु भी सूर्य की कक्षा से पूरी तरह से बच गए।क्या डार्क मैटर के गुरुत्वाकर्षण को मापा जा सकता है?सौर मंडल में डार्क मैटर के प्रभावों को मापने के लिए, किसी अंतरिक्ष यान को इतनी दूर यात्रा करने की आवश्यकता नहीं होगी। ग्रीन और बेलब्रुनो ने कहा कि 100 खगोलीय इकाइयों की दूरी पर, सही प्रयोग वाला एक अंतरिक्ष यान खगोलविदों को सीधे काले पदार्थ के प्रभाव को मापने में मदद कर सकता है।विशेष रूप से, रेडियोआइसोटोप शक्ति से लैस एक अंतरिक्ष यान, एक ऐसी तकनीक जिसने पायनियर 10 और 11, वोयाजर्स और न्यू होराइजन को सूर्य से बहुत दूर उड़ान भरने की अनुमति दी है, यह माप करने में सक्षम हो सकती है। ऐसा अंतरिक्ष यान एक परावर्तक गेंद ले जा सकता है और उसे उचित दूरी पर गिरा सकता है। गेंद केवल गांगेय बलों को महसूस करेगी, जबकि अंतरिक्ष यान को गांगेय बलों के अलावा, अपनी शक्ति प्रणाली में क्षयकारी रेडियोधर्मी तत्व से एक थर्मल बल का अनुभव होगा। थर्मल बल को घटाकर, शोधकर्ता तब देख सकते थे कि गैलेक्टिक बल गेंद और अंतरिक्ष यान के संबंधित प्रक्षेपवक्र में विचलन से कैसे संबंधित है। उन विचलनों को लेजर से मापा जाएगा क्योंकि दो वस्तुएं एक दूसरे के समानांतर उड़ती हैं।इंटरस्टेलर प्रोब नामक एक प्रस्तावित मिशन अवधारणा, जिसका उद्देश्य उस अज्ञात वातावरण का पता लगाने के लिए सूर्य से लगभग 500 खगोलीय इकाइयों की यात्रा करना है, इस तरह के प्रयोग की एक संभावना है।आकाशगंगा समूह की दो हबल छवियां Cl 0024+17 (ZwCl 0024+1652), डार्क मैटर को चित्रित करने के लिए सही छवि के साथ छायांकितविशाल आकाशगंगा समूह Cl 0024+17 (ZwCl 0024+1652) के हबल से दो दृश्य दिखाए गए हैं। बाईं ओर पीले रंग की आकाशगंगाओं के बीच दिखाई देने वाले अजीब दिखने वाले नीले चाप के साथ दृश्य-प्रकाश में दृश्य है। ये क्लस्टर के बहुत पीछे स्थित आकाशगंगाओं के आवर्धित और विकृत चित्र हैं। गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग नामक प्रक्रिया में क्लस्टर के अत्यधिक गुरुत्वाकर्षण द्वारा उनका प्रकाश मुड़ा हुआ और प्रवर्धित होता है। दाईं ओर, डार्क मैटर नामक अदृश्य सामग्री के स्थान को इंगित करने के लिए एक नीला छायांकन जोड़ा गया है, जिसे गणितीय रूप से गुरुत्वाकर्षण लेंस वाली आकाशगंगाओं की प्रकृति और स्थान के लिए जिम्मेदार माना जाता है।श्रेय: NASA, ESA, एमजे जी और एच. फोर्ड (जॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय)डार्क मैटर के बारे में अधिक जानकारीआकाशगंगाओं में छिपे हुए द्रव्यमान के रूप में डार्क मैटर को पहली बार 1930 के दशक में फ़्रिट्ज़ ज़्विकी द्वारा प्रस्तावित किया गया था। लेकिन यह विचार 1960 और 1970 के दशक तक विवादास्पद रहा, जब वेरा सी. रुबिन और उनके सहयोगियों ने पुष्टि की कि उनके गैलेक्टिक केंद्रों के चारों ओर सितारों की गति भौतिकी के नियमों का पालन नहीं करेगी यदि केवल सामान्य पदार्थ शामिल हों। द्रव्यमान का केवल एक विशाल छिपा हुआ स्रोत ही बता सकता है कि हमारी जैसी सर्पिल आकाशगंगाओं के बाहरी इलाके में तारे जितनी तेज़ी से चलते हैं, उतनी तेज़ी से क्यों चलते हैं।आज, डार्क मैटर की प्रकृति सभी खगोल भौतिकी में सबसे बड़े रहस्यों में से एक है। हबल स्पेस टेलीस्कोप और चंद्रा एक्स-रे वेधशाला जैसी शक्तिशाली वेधशालाओं ने वैज्ञानिकों को ब्रह्मांड में बड़े पैमाने पर डार्क मैटर के प्रभाव और वितरण को समझने में मदद की है। हबल ने कई आकाशगंगाओं का पता लगाया है जिनके काले पदार्थ " लेंसिंग " नामक प्रभाव में योगदान करते हैं , जहां गुरुत्वाकर्षण स्वयं अंतरिक्ष को झुकाता है और अधिक दूर की आकाशगंगाओं की छवियों को बढ़ाता है।अत्याधुनिक दूरबीनों के नवीनतम सेट के साथ खगोलविद ब्रह्मांड में काले पदार्थ के बारे में अधिक जानेंगे। नासा का जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप , जिसने 25 दिसंबर, 2021 को लॉन्च किया, आकाशगंगाओं के चित्र और अन्य डेटा लेकर और उनके लेंसिंग प्रभावों को देखकर डार्क मैटर की हमारी समझ में योगदान देगा। नासा की नैन्सी ग्रेस रोमन स्पेस टेलीस्कोप , जो 2020 के मध्य में लॉन्च होने के लिए तैयार है, एक अरब से अधिक आकाशगंगाओं का सर्वेक्षण करेगी ताकि उनके आकार और वितरण पर डार्क मैटर के प्रभाव को देखा जा सके।यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी का आगामी यूक्लिड मिशन, जिसमें नासा का योगदान है, डार्क मैटर और डार्क एनर्जी को भी लक्षित करेगा, जो लगभग 10 अरब साल की अवधि में वापस देख रहा है जब डार्क एनर्जी ने ब्रह्मांड के विस्तार को तेज करना शुरू कर दिया था। और वेरा सी. रुबिन ऑब्जर्वेटरी, नेशनल साइंस फाउंडेशन, ऊर्जा विभाग, और अन्य का सहयोग, जो चिली में निर्माणाधीन है, डार्क मैटर के असली सार की इस पहेली में मूल्यवान डेटा जोड़ देगा।लेकिन इन शक्तिशाली उपकरणों को डार्क मैटर के मजबूत प्रभावों को बड़ी दूरी पर देखने के लिए डिज़ाइन किया गया है, और हमारे सौर मंडल की तुलना में बहुत दूर है, जहां डार्क मैटर का प्रभाव इतना कमजोर है।"यदि आप इसका पता लगाने के लिए एक अंतरिक्ष यान भेज सकते हैं, तो यह एक बहुत बड़ी खोज होगी," बेलब्रुनो ने कहा।एलिजाबेथ लैंडौ द्वारानासा मुख्यालय
सौर मंडल में डार्क मैटर के प्रभाव को समझने के लिए, प्रमुख अध्ययन लेखक एडवर्ड बेलब्रुनो ने "गैलेक्टिक फोर्स" की गणना की, जो सामान्य पदार्थ के समग्र गुरुत्वाकर्षण बल को संपूर्ण आकाशगंगा से डार्क मैटर के साथ मिलाता है। उन्होंने पाया कि सौर मंडल में, इस बल का लगभग 45 प्रतिशत हिस्सा डार्क मैटर से है और 55 प्रतिशत सामान्य, तथाकथित "बैरोनिक मैटर" से है। यह सौर मंडल में डार्क मैटर के द्रव्यमान और सामान्य पदार्थ के बीच लगभग आधा-आधा विभाजन का सुझाव देता है।
प्रिंसटन यूनिवर्सिटी और येशिवा यूनिवर्सिटी के गणितज्ञ और खगोल भौतिकीविद् बेलब्रुनो ने कहा, "हमारे सौर मंडल में महसूस किए गए डार्क मैटर के कारण सामान्य पदार्थ के कारण बल की तुलना में गैलेक्टिक बल के अपेक्षाकृत छोटे योगदान से मैं थोड़ा हैरान था।" "यह इस तथ्य से समझाया गया है कि अधिकांश डार्क मैटर हमारी आकाशगंगा के बाहरी हिस्सों में है, जो हमारे सौर मंडल से बहुत दूर है।"
एक बड़ा क्षेत्र जिसे डार्क मैटर का "हेलो" कहा जाता है, मिल्की वे को घेरता है और आकाशगंगा के डार्क मैटर की सबसे बड़ी सांद्रता का प्रतिनिधित्व करता है। प्रभामंडल में बहुत कम या कोई सामान्य मामला नहीं है। यदि सौर मंडल आकाशगंगा के केंद्र से अधिक दूरी पर स्थित होता, तो यह गांगेय बल में काले पदार्थ के बड़े अनुपात के प्रभाव को महसूस करेगा क्योंकि यह डार्क मैटर प्रभामंडल के करीब होगा, लेखकों ने कहा।
डार्क मैटर अंतरिक्ष यान को कैसे प्रभावित कर सकता है
नए अध्ययन के अनुसार, ग्रीन और बेलब्रूनो का अनुमान है कि डार्क मैटर का गुरुत्वाकर्षण सभी अंतरिक्ष यान के साथ इतना कम इंटरैक्ट करता है कि नासा ने सौर मंडल से बाहर जाने वाले रास्तों पर भेजा है।
बेलब्रुनो ने कहा, "यदि अंतरिक्ष यान लंबे समय तक काले पदार्थ से गुजरता है, तो उनके प्रक्षेपवक्र बदल जाते हैं, और भविष्य के कुछ मिशनों के लिए मिशन योजना को ध्यान में रखना महत्वपूर्ण है।"
ऐसे अंतरिक्ष यान में सेवानिवृत्त पायनियर 10 और 11 प्रोब शामिल हो सकते हैं जो क्रमशः 1972 और 1973 में लॉन्च किए गए थे; वोयाजर 1 और 2 प्रोब जो 40 से अधिक वर्षों से खोज कर रहे हैं और इंटरस्टेलर स्पेस में प्रवेश कर चुके हैं; और न्यू होराइजन्स अंतरिक्ष यान जो कुइपर बेल्ट में प्लूटो और अरोकोथ द्वारा उड़ाया गया है।
लेकिन यह एक छोटा सा प्रभाव है। अरबों मील की यात्रा करने के बाद, पायनियर 10 जैसे अंतरिक्ष यान का मार्ग डार्क मैटर के प्रभाव के कारण केवल 5 फीट (1.6 मीटर) ही विचलित होगा। "वे डार्क मैटर के प्रभाव को महसूस करते हैं, लेकिन यह इतना छोटा है, हम इसे माप नहीं सकते," ग्रीन ने कहा।
गांगेय बल कहाँ ले जाता है?
सूर्य से एक निश्चित दूरी पर, सामान्य पदार्थ से बने सूर्य के खिंचाव से गांगेय बल अधिक शक्तिशाली हो जाता है। बेलब्रुनो और ग्रीन ने गणना की कि यह संक्रमण लगभग 30,000 खगोलीय इकाइयों में होता है, या पृथ्वी से सूर्य की दूरी का 30,000 गुना होता है। यह प्लूटो की दूरी से काफी दूर है, लेकिन अभी भी ऊर्ट क्लाउड के अंदर, लाखों धूमकेतुओं का झुंड है जो सौर मंडल को घेरे हुए है और 100,000 खगोलीय इकाइयों तक फैला हुआ है।
इसका मतलब यह है कि डार्क मैटर का गुरुत्वाकर्षण 'ओउमुआमुआ' , सिगार के आकार का धूमकेतु या क्षुद्रग्रह जैसी वस्तुओं के प्रक्षेपवक्र में एक भूमिका निभा सकता है जो किसी अन्य स्टार सिस्टम से आया और 2017 में आंतरिक सौर मंडल से गुजरा। इसकी असामान्य रूप से तेज गति को समझाया जा सकता है। लेखकों का कहना है कि डार्क मैटर के गुरुत्वाकर्षण द्वारा उस पर लाखों वर्षों से दबाव डाला जा रहा है।
यदि सौर मंडल की बाहरी पहुंच में एक विशाल ग्रह है, एक काल्पनिक वस्तु जिसे ग्रह 9 या ग्रह एक्स कहा जाता है जिसे वैज्ञानिक हाल के वर्षों में खोज रहे हैं, तो डार्क मैटर भी इसकी कक्षा को प्रभावित करेगा। यदि यह ग्रह मौजूद है, तो डार्क मैटर शायद इसे उस क्षेत्र से दूर भी धकेल सकता है जहां वैज्ञानिक वर्तमान में इसकी तलाश कर रहे हैं, ग्रीन और बेलब्रुनो लिखते हैं। डार्क मैटर के कारण कुछ ऊर्ट क्लाउड धूमकेतु भी सूर्य की कक्षा से पूरी तरह से बच गए।
क्या डार्क मैटर के गुरुत्वाकर्षण को मापा जा सकता है?
सौर मंडल में डार्क मैटर के प्रभावों को मापने के लिए, किसी अंतरिक्ष यान को इतनी दूर यात्रा करने की आवश्यकता नहीं होगी। ग्रीन और बेलब्रुनो ने कहा कि 100 खगोलीय इकाइयों की दूरी पर, सही प्रयोग वाला एक अंतरिक्ष यान खगोलविदों को सीधे काले पदार्थ के प्रभाव को मापने में मदद कर सकता है।
विशेष रूप से, रेडियोआइसोटोप शक्ति से लैस एक अंतरिक्ष यान, एक ऐसी तकनीक जिसने पायनियर 10 और 11, वोयाजर्स और न्यू होराइजन को सूर्य से बहुत दूर उड़ान भरने की अनुमति दी है, यह माप करने में सक्षम हो सकती है। ऐसा अंतरिक्ष यान एक परावर्तक गेंद ले जा सकता है और उसे उचित दूरी पर गिरा सकता है। गेंद केवल गांगेय बलों को महसूस करेगी, जबकि अंतरिक्ष यान को गांगेय बलों के अलावा, अपनी शक्ति प्रणाली में क्षयकारी रेडियोधर्मी तत्व से एक थर्मल बल का अनुभव होगा। थर्मल बल को घटाकर, शोधकर्ता तब देख सकते थे कि गैलेक्टिक बल गेंद और अंतरिक्ष यान के संबंधित प्रक्षेपवक्र में विचलन से कैसे संबंधित है। उन विचलनों को लेजर से मापा जाएगा क्योंकि दो वस्तुएं एक दूसरे के समानांतर उड़ती हैं।
इंटरस्टेलर प्रोब नामक एक प्रस्तावित मिशन अवधारणा, जिसका उद्देश्य उस अज्ञात वातावरण का पता लगाने के लिए सूर्य से लगभग 500 खगोलीय इकाइयों की यात्रा करना है, इस तरह के प्रयोग की एक संभावना है।
डार्क मैटर के बारे में अधिक जानकारी
आकाशगंगाओं में छिपे हुए द्रव्यमान के रूप में डार्क मैटर को पहली बार 1930 के दशक में फ़्रिट्ज़ ज़्विकी द्वारा प्रस्तावित किया गया था। लेकिन यह विचार 1960 और 1970 के दशक तक विवादास्पद रहा, जब वेरा सी. रुबिन और उनके सहयोगियों ने पुष्टि की कि उनके गैलेक्टिक केंद्रों के चारों ओर सितारों की गति भौतिकी के नियमों का पालन नहीं करेगी यदि केवल सामान्य पदार्थ शामिल हों। द्रव्यमान का केवल एक विशाल छिपा हुआ स्रोत ही बता सकता है कि हमारी जैसी सर्पिल आकाशगंगाओं के बाहरी इलाके में तारे जितनी तेज़ी से चलते हैं, उतनी तेज़ी से क्यों चलते हैं।
आज, डार्क मैटर की प्रकृति सभी खगोल भौतिकी में सबसे बड़े रहस्यों में से एक है। हबल स्पेस टेलीस्कोप और चंद्रा एक्स-रे वेधशाला जैसी शक्तिशाली वेधशालाओं ने वैज्ञानिकों को ब्रह्मांड में बड़े पैमाने पर डार्क मैटर के प्रभाव और वितरण को समझने में मदद की है। हबल ने कई आकाशगंगाओं का पता लगाया है जिनके काले पदार्थ " लेंसिंग " नामक प्रभाव में योगदान करते हैं , जहां गुरुत्वाकर्षण स्वयं अंतरिक्ष को झुकाता है और अधिक दूर की आकाशगंगाओं की छवियों को बढ़ाता है।
अत्याधुनिक दूरबीनों के नवीनतम सेट के साथ खगोलविद ब्रह्मांड में काले पदार्थ के बारे में अधिक जानेंगे। नासा का जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप , जिसने 25 दिसंबर, 2021 को लॉन्च किया, आकाशगंगाओं के चित्र और अन्य डेटा लेकर और उनके लेंसिंग प्रभावों को देखकर डार्क मैटर की हमारी समझ में योगदान देगा। नासा की नैन्सी ग्रेस रोमन स्पेस टेलीस्कोप , जो 2020 के मध्य में लॉन्च होने के लिए तैयार है, एक अरब से अधिक आकाशगंगाओं का सर्वेक्षण करेगी ताकि उनके आकार और वितरण पर डार्क मैटर के प्रभाव को देखा जा सके।
यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी का आगामी यूक्लिड मिशन, जिसमें नासा का योगदान है, डार्क मैटर और डार्क एनर्जी को भी लक्षित करेगा, जो लगभग 10 अरब साल की अवधि में वापस देख रहा है जब डार्क एनर्जी ने ब्रह्मांड के विस्तार को तेज करना शुरू कर दिया था। और वेरा सी. रुबिन ऑब्जर्वेटरी, नेशनल साइंस फाउंडेशन, ऊर्जा विभाग, और अन्य का सहयोग, जो चिली में निर्माणाधीन है, डार्क मैटर के असली सार की इस पहेली में मूल्यवान डेटा जोड़ देगा।
लेकिन इन शक्तिशाली उपकरणों को डार्क मैटर के मजबूत प्रभावों को बड़ी दूरी पर देखने के लिए डिज़ाइन किया गया है, और हमारे सौर मंडल की तुलना में बहुत दूर है, जहां डार्क मैटर का प्रभाव इतना कमजोर है।
"यदि आप इसका पता लगाने के लिए एक अंतरिक्ष यान भेज सकते हैं, तो यह एक बहुत बड़ी खोज होगी," बेलब्रुनो ने कहा।
एलिजाबेथ लैंडौ द्वारा
नासा मुख्यालय
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