तारकीय धाराओं का विरूपण रहस्यमय पदार्थ से उत्पन्न नहीं हो सकता है। आकाशगंगा स्वयं डार्क मैटर सिग्नल बनाने में सक्षम हो सकती है।

सार:

खगोलविदों को लंबे समय से आकाशगंगा के चारों ओर तारों की धाराओं में अंतराल, मोड़ और अन्य असामान्य संरचनाओं के माध्यम से काले पदार्थ के साक्ष्य की तलाश करने की उम्मीद है। हालाँकि, वाशिंगटन विश्वविद्यालय के एक नए अध्ययन से पता चलता है कि इन विशेषताओं को बनाने के लिए सोचे गए काले पदार्थ के छोटे-छोटे गुच्छों के बिना भी, आकाशगंगा की गुरुत्वाकर्षण संरचना स्वयं एक समान घटना उत्पन्न कर सकती है।

तारकीय धाराएँ आकाशगंगाओं की परिक्रमा करने वाले तारों के लम्बे रिबन हैं। शोधकर्ताओं ने आकाशगंगा के आकार के समान चार आभासी आकाशगंगाओं में लगभग 15,000 तारकीय धाराओं का अनुकरण किया, और जानबूझकर छोटे काले पदार्थ के गुच्छों को बाहर रखा, जिन्हें "डार्क मैटर सुभालोस" कहा जाता है। 5 अरब वर्षों के अनुरूप विकास के बाद, लगभग सभी तारकीय धाराओं ने अलग-अलग डिग्री तक अनियमित संरचनाएँ विकसित कीं, और केवल 70 पूरी तरह से सुचारू रहीं।

शोध पत्र के पहले लेखक और वाशिंगटन विश्वविद्यालय में खगोल विज्ञान में पोस्टडॉक्टरल फेलो अर्पित अरोड़ा ने कहा कि सिमुलेशन परिणाम बताते हैं कि मेजबान आकाशगंगा स्वयं वास्तविक तारा धाराओं में आम तौर पर विभिन्न प्रकार की विसंगतियां बना सकती है। अब, शोधकर्ता पहले स्वयं आकाशगंगाओं के प्रभावों की भविष्यवाणी कर सकते हैं और फिर उस हिस्से को अलग कर सकते हैं जो वास्तव में काले पदार्थ के कारण हो सकता है।

प्रासंगिक शोध एस्ट्रोफिजिकल जर्नल में प्रकाशित किया गया है।

ये विकृतियाँ मुख्यतः आकाशगंगा की आंतरिक संरचना की विषमता से उत्पन्न होती हैं। सिमुलेशन में, तारे आकाशगंगा की डिस्क पर समान रूप से वितरित नहीं होते हैं, बल्कि वास्तविक आकाशगंगाओं में जटिल संरचनाओं के समान, विभिन्न घनत्व वाले क्षेत्र बनाते हैं। जैसे ही तारों की धाराएँ सघन क्षेत्रों से होकर गुजरती हैं, असमान गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र उन्हें मोड़ सकते हैं, फाड़ सकते हैं या बिखेर सकते हैं।

एलोरा को मूल रूप से उम्मीद थी कि आकाशगंगा कुछ विसंगतियाँ पैदा करेगी, लेकिन उसे उम्मीद नहीं थी कि इतनी बड़ी संख्या होगी। उन्होंने कहा, लगभग हर धारा में किसी न किसी प्रकार का संरचनात्मक परिवर्तन होता है, जिसका अर्थ है कि पारंपरिक धारणा कि धाराएँ स्वाभाविक रूप से लम्बी और चिकनी होती हैं, जरूरी नहीं कि सच हो।

सिमुलेशन में उभरी आकृतियों में तरंग, मोड़, किंक, उभार, शाखाएं, अंतराल और तारकीय झुरमुट शामिल थे। मेजबान आकाशगंगा के जटिल और लगातार बदलते गुरुत्वाकर्षण वातावरण के कारण कुछ तारकीय धाराएँ पूरी तरह से टूट गई हैं। आकाशगंगा के केंद्र के करीब तारों की धाराएँ अधिक अनियमित विशेषताएं विकसित करती हैं क्योंकि वे घने और संरचनात्मक रूप से जटिल क्षेत्रों से अधिक बार गुजरती हैं।

यह खोज डार्क मैटर का अध्ययन करने के लिए तारकीय धाराओं का उपयोग करना अधिक कठिन बना देती है। ऐसा माना जाता है कि डार्क मैटर ब्रह्मांड के अधिकांश द्रव्यमान पर कब्जा कर लेता है और आकाशगंगाओं के निर्माण के लिए "कंकाल" प्रदान करता है। हालाँकि, यह प्रकाश के साथ संपर्क नहीं करता है और सामान्य पदार्थ के साथ शायद ही सीधे संपर्क करता है। वैज्ञानिक वर्तमान में केवल गुरुत्वाकर्षण प्रभाव के माध्यम से इसके अस्तित्व का अनुमान लगा सकते हैं।

वाशिंगटन विश्वविद्यालय में खगोल विज्ञान के सहायक प्रोफेसर और पेपर के सह-लेखक नोरा शिप ने कहा कि आकाशगंगा डार्क मैटर का अध्ययन करने के लिए सबसे अच्छी प्रयोगशालाओं में से एक है, और तारकीय धाराएं इसके सबसे तेज उपकरणों में से एक हैं। तारकीय धाराएँ तब बनती हैं जब तारों का एक समूह किसी आकाशगंगा में प्रवेश करता है और उसके गुरुत्वाकर्षण द्वारा पकड़ लिया जाता है। जैसे ही तारों का यह समूह आकाशगंगा की परिक्रमा करता है, आकाशगंगा का गुरुत्वाकर्षण इसे लम्बे रिबन में खींच देता है। अधिकांश आकाशगंगाओं में तारकीय धाराएँ हो सकती हैं, लेकिन आकाशगंगा के आसपास की आकाशगंगाओं का निरीक्षण करना सबसे आसान है।

आकाशगंगा में कई तारा धाराओं में अंतराल और मोड़ हैं। अतीत में, खगोलविदों ने अनुमान लगाया है कि ये संरचनाएं डार्क मैटर सबहालोस के पास से गुजरने वाले तारों की धाराओं में गुरुत्वाकर्षण गड़बड़ी से बन सकती हैं। यदि यह व्याख्या सत्य है, तो तारकीय धारा के आकार से वैज्ञानिकों को डार्क मैटर की संरचना और वितरण को समझने में मदद मिलने की उम्मीद है।

हालाँकि, नए सिमुलेशन से पता चलता है कि इन विकृतियों को डार्क मैटर के लिए जिम्मेदार ठहराने से पहले, शोधकर्ताओं को पहले मेजबान आकाशगंगा से इसी तरह के प्रभावों को खारिज करना होगा। अरोड़ा ने डार्क मैटर के गुच्छों को बाद के सिमुलेशन में वापस जोड़ने और परीक्षण करने की योजना बनाई है कि क्या वे अद्वितीय पैटर्न उत्पन्न करते हैं जो आकाशगंगा के प्रभावों से अलग हैं।

भविष्य के अवलोकनों से वैज्ञानिकों को यह भेद करने में भी मदद मिल सकती है। नेशनल साइंस फाउंडेशन और ऊर्जा विभाग के वेरा सी. रुबिन वेधशाला में सिमोनी सर्वे टेलीस्कोप से आकाशगंगा की तारकीय धाराओं की और अधिक खोज होने की उम्मीद है। अवलोकन डेटा की एक समृद्ध मात्रा खगोलविदों को तारकीय धाराओं में विभिन्न संरचनाओं को वर्गीकृत करने और अंधेरे पदार्थ से अधिक आत्मविश्वास से संबंधित "उंगलियों के निशान" की तलाश करने में मदद कर सकती है।

वाशिंगटन विश्वविद्यालय में खगोल विज्ञान के शोध सहायक प्रोफेसर जेम्स डेवनपोर्ट ने बताया कि डार्क मैटर की संरचना को प्रकट करने का कोई सरल और सीधा तरीका नहीं है। हालाँकि तारकीय धाराएँ जटिल प्रणालियाँ हैं, फिर भी वे सौर मंडल के निकट काले पदार्थ का अध्ययन करने के सबसे मूल्यवान तरीकों में से एक हैं।