زومیت/ تلسکوپ فضایی جیمز وب در جدیدترین بررسی خود روی یک خوشه کهکشانی توانسته است با دقتی بی‌سابقه، اثرات گرانشی ماده تاریک را ردیابی کند.

براساس بهترین درک کنونی ما از کیهان، ماده‌ی معمولی تنها بخش کوچکی از محتوای ماده-انرژی جهان را تشکیل می‌دهد.

انرژی‌ای که با آن تعامل داریم و ماده‌ای که از آن ساخته شده‌ایم و می‌توانیم ببینیم، حداکثر ۵ درصد کل جهان را تشکیل می‌دهند.

بنابراین باقی‌مانده ماده جهان کجا است؟ دقیقاً نمی‌دانیم. حدود ۷۰ درصد از آن را انرژی تاریک تشکیل می‌دهد که عامل انبساط شتاب‌دار کیهان است. باقی‌مانده شامل ماده تاریک می‌شود؛ عنصری نامرئی که فقط از طریق گرانش با جهان برهم‌کنش دارد.

اکنون مشاهدات جدید تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) بار دیگر از فرضیه پشتیبانی می‌کنند.

هرچند ماده تاریک همچنان محتمل‌ترین و پذیرفته‌شده‌ترین توضیح برای برخی پدیده‌های کیهانی است، برخی دانشمندان رویکردی متفاوت دارند. آن‌ها معتقدند شاید قوانین گرانش ما در مقیاس‌های کیهانی کامل نباشند و نیاز به بازنگری یا تعمیم داشته باشند.

در این دیدگاه، اگر بتوان نظریه‌ی گرانش (نسبیت عام) را به‌گونه‌ای توسعه داد که بتواند رفتار کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی را بدون نیاز به ماده تاریک توضیح دهد، شاید دیگر به فرضیه وجود ماده تاریک نیاز نباشد.مدل‌هایی مانند نظریه دینامیک نیوتنی اصلاح‌شده (MOND) تلاش دارند تا جهان را بدون ماده تاریک توضیح دهند. پژوهشگرها همواره سعی کرده‌اند جانب هیچ فرضیه‌ای را نگیرند.

بااین‌حال، ماده تاریک با وجود تمام محدودیت‌هایش می‌تواند ویژگی‌های خاص برخی اجرام فضایی را توضیح دهد؛ کاری که MOND قادر به انجامش نیست. یک خوشه کهکشانی به نام خوشه‌ی گلوله‌ای (Bullet Cluster) یکی از شناخته‌شده‌ترین این اجرام است.خوشه گلوله‌ای به این دلیل شهرت دارد که در واقع ترکیبی از دو خوشه‌ی کهکشانی در حال برخورد است.

شواهد پیشین نشان داده‌اند که توزیع گاز داغ در خوشه که می‌توان در پرتوهای ایکس مشاهده کرد، جدا از توزیع ماده تاریک است که می‌توان با روشی به نام همگرایی گرانشی بررسی کرد.

در حالی که گاز داغ دو خوشه با هم برخورد می‌کنند، ماده تاریک بدون تغییر عمده‌ای عبور می‌کند. کایل فینر، از نویسندگان مطالعه و دانشمند مؤسسه IPAC در کلتک، در بیانیه‌ای گفت: «هنگامی که خوشه‌های کهکشانی با هم برخورد کردند، گازهایشان کشیده شد و عقب ماند که این موضوع با پرتوهای ایکس تأیید شده است.»در همین توزیع جرم است که مشاهدات جدید تلسکوپ جیمز وب (JWST) وارد می‌شود.

هر جسمی که جرم داشته باشد، فضازمان را خم می‌کند.

اگر اجسامی به‌اندازه‌ی کافی بزرگ و متراکم باشند، می‌توانند خودِ فضازمان را به یک عدسی تبدیل کنند. در تصویر بالا، می‌توانید خمیدگی‌های ظریف و بسیار نامحسوس کهکشان‌ها را ببینید و همین امر به ما امکان می‌دهد توزیع ماده‌ی تاریک را استنباط کنیم.جیمز جی، یکی از مؤلفان پژوهش، ماده تاریک را به آب کاملاً زلال در یک حوض تشبیه کرد و کهکشان‌ها را سنگ‌ریزه‌ها دانست. به گفته‌ی او تا زمانی که باد نیاید و موج ایجاد نکند، نمی‌توانیم آب را ببینیم.

آن موج‌ها شکل سنگ‌ریزه‌های زیر آب را دچار اعوجاج می‌کنند و این باعث می‌شود آب مانند یک عدسی عمل کند.ابزار فروسرخ نزدیک تلسکوپ جیمز وب برای اندازه‌گیری هزاران کهکشان و حتی ستاره‌هایی که از کهکشان‌هایشان به بیرون پرت شده‌اند و حالا در سراسر خوشه حرکت می‌کنند، استفاده شد. این کار به پژوهشگران امکان داد تا «وزن» خوشه را با دقت بسیار بیشتری اندازه بگیرند و یافته‌های قبلی را تأیید کنند.

به‌ویژه در مورد ستارگان درون‌خوشه‌ای که می‌توان از آن‌ها به‌عنوان نماینده‌هایی برای ردیابی ماده‌ی تاریک استفاده کرد.

سانگجون چا، نویسنده اصلی مقاله و پژوهشگر دکتری در دانشگاه یونسِی سئول توضیح داد:ما تأیید کردیم که حتی در محیطی بسیار پویایی مانند خوشه گلوله‌ای، نور درون‌خوشه‌ای می‌تواند ردیاب قابل اعتمادی برای ماده تاریک باشد

خوشه گلوله‌ای در فاصله‌ی ۳٫۸ میلیارد سال نوری از زمین قرار دارد.

مشاهدات جدید نشان می‌دهد خوشه بزرگی که اکنون در سمت چپ تصویر دیده می‌شود، احتمالاً پیش و پس از برخورد با خوشه سمت راست، برخوردهای جزئی دیگری نیز تجربه کرده است.

به نظر می‌رسد کل این سامانه بسیار پیچیده‌تر از آن چیزی باشد که قبلاً تصور می‌شد.

نتایج مطالعه در مجله‌ی The Astrophysical Journal Letters منتشر شده است.