في ضوء نجم وحشي، تلميح من الظلام | مجلة كوانتا

في أكتوبر الماضي، عندما أطلق تلسكوب جيمس ويب الفضائي أول تعريضاته الطويلة للسماء بالقرب من كوكبة أريدانوس، بدأ علماء الفلك في تجميع قصة نقطة ضوء خافتة وامضة بدا أنها تنبثق من أعمق تجاويف الكون.

مهما كان ذلك الشيء، فإنه لمع لفترة طويلة جدًا بحيث لا يمكن أن يكون مستعرًا أعظم؛ نجمة واحدة أيضًا كانت خارج الطاولة. قال: "يبدو الأمر وكأنك على الأرجح في أحد أفلام CSI، وأنك محقق". خوسيه ماريا دييغووهو عالم فيزياء فلكية في معهد الفيزياء في كانتابريا بإسبانيا، وعمل على فك تشفير الإشارة. "لديك الكثير من المشتبه بهم على الطاولة، وعليك القضاء عليهم واحدًا تلو الآخر."

أفاد دييغو وزملاؤه مؤخرًا أن لطخة الضوء الخافتة تبدو وكأنها تأتي من نظام نجمي متطرف أطلقوا عليها اسم موثرا، وهو زوج من النجوم العملاقة التي تفوقت في أوجها، منذ 10 مليارات سنة، على كل شيء آخر في مجرتها تقريبًا.

في ذلك الوقت، كان الكون بأكمله أصغر سناً من الأرض الآن؛ بدأ كوكبنا في الاندماج فقط بعد أن وصلت فوتونات موثرا إلى منتصف الطريق في رحلتها الكونية إلى عالم من شأنه أن يطور تلسكوبًا فضائيًا عملاقًا حساسًا للأشعة تحت الحمراء في الوقت المناسب لالتقاط ضوءها. كان اكتشاف الضوء المنبعث من أنظمة النجوم الفردية أمرًا مستحيلًا منذ فترة طويلة. لكن موثرا، الذي سمي على اسم وحش كايجو مستوحى من فراشات الحرير، هو الأحدث في سلسلة حديثة من أقدم وأبعد الأنظمة النجمية على الإطلاق، والتي اكتشفها علماء الفلك بشكل عام في صور من تلسكوب جيمس ويب الفضائي وتلسكوب هابل الفضائي. وفي تطور، في حين أن موثرا وإخوانها المتوحشين هم أجسام فيزيائية فلكية مثيرة للاهتمام في حد ذاتها، فإن ما يثير اهتمام دييغو أكثر هو أن ضوء النجوم الوحشية يبدو وكأنه يكشف عن فئة مختلفة تمامًا من الأجسام العائمة بينها وبين الأرض: جسم غير مرئي. كتلة من المادة المظلمة التي حسب هو وزملاؤه تزن ما بين 10,000 إلى 2.5 مليون مرة كتلة الشمس.

إذا كان مثل هذا الجسم موجودًا بالفعل - وهو استنتاج أولي في الوقت الحالي - فقد يساعد الفيزيائيين على تضييق نطاق نظرياتهم حول المادة المظلمة، وربما يحل لغز كتلة الكون غير المبررة.

اعتبارًا من عام 2023، أصبحت الجهود المعملية للبحث عن جسيمات المادة المظلمة الفردية فارغة، مما ترك بعض علماء الفيزياء الفلكية مع الشك العملي الكئيب بأن الطريقة الوحيدة التي يمكن للبشر من خلالها وضع الفرجار على المادة الغامضة قد تكون دراسة تأثيرات جاذبيتها على الكون الأوسع. لذلك يبحث فريق دييغو وآخرون عن الخطوط العريضة الشبحية للأجسام المظلمة في الكون. ويأملون في تحديد أصغر كتل موجودة من المادة المظلمة، والتي تعتمد بدورها على الفيزياء الأساسية لجسيمات المادة المظلمة نفسها. لكن كتل المادة المظلمة النقية لا تقدم نفسها لعلماء الفلك فحسب؛ تستخدم الفرق حيل المراقبة لإبعاد هذه الظلال عن الظلال. يركز علماء الفلك الآن على الظواهر الكونية التي تتراوح بين عدسات الجاذبية التي تشوه الفضاء - وهو نوع من العدسة المكبرة غير المرئية التي تهيمن عليها المادة المظلمة والتي كشفت عن موثرا - إلى تيارات النجوم الشبيهة بالرفرفة والأشرطة الأقرب إلى المنزل. وحتى الآن، استبعدت هذه الجهود العديد من المتغيرات لمجموعة من النماذج الشائعة تسمى "المادة المظلمة الدافئة".

قال: "لا يمكنك لمس المادة المظلمة". آنا نيرنبرج، عالم فيزياء فلكية في جامعة كاليفورنيا، ميرسيد يبحث عن النقط المظلمة بين النجوم باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي. ولكن العثور على هياكل صغيرة مصنوعة منه؟ "هذا هو أقرب ما يمكن أن تحصل عليه."

هالو، هالو، هالو

إن القليل الذي نعرفه عن المادة المظلمة موجود في مخططات غامضة وغير واضحة. تشير الأدلة التي دامت لعقود من الزمن إلى أن نظريات الجاذبية إما غير مكتملة، أو أن جسيمات المادة المظلمة تسكن الكون، كما يقول علماء الفيزياء الفلكية بشكل أكثر شيوعًا. في إحدى الملاحظات الكلاسيكية، بدا أن النجوم تتسابق حول أطراف المجرات كما لو كانت تحت قبضة جاذبية أقوى بكثير مما توحي به المادة المرئية. ومن خلال قياس حركات هذه النجوم وتطبيق تقنيات أخرى تحدد مناطق الفضاء ذات الثقل الإضافي، يمكن لعلماء الفلك تصور كيفية توزيع المادة المظلمة في الكون على نطاقات أكبر.

وقال نيرنبرج: "إذا كان لدينا نظارات للمادة المظلمة، فمن المحتمل أن نرى حول كل مجرة" بنية كبيرة وغامضة وممتدة على شكل البطيخ، وهي أكبر بكثير من المجرة نفسها". بالنسبة لمجرتنا درب التبانة، يقدر علماء الفلك أن هذه الشرنقة المظلمة المنتشرة - والتي تسمى الهالة - تزن حوالي تريليون كتلة شمسية، وهي أعرض بأكثر من 10 مرات من قرص النجوم الحلزوني للمجرة.

ومع ذلك، عند تكبير المقاييس الأصغر، ينهار اليقين العلمي. هل هالة المادة المظلمة في درب التبانة عبارة عن شيمير سلس؟ أم أنها مرتبة في كتل تسمى الهالات الفرعية؟ وإذا كان الأمر كذلك، ما هي أحجام تلك الكتل؟

قد تسمح الإجابات للعلماء بتحديد الطبيعة الحقيقية للمادة المظلمة. نماذج لكيفية تطور الكون لبنيته الحالية - شبكة كونية، منسوجة بخيوط لؤلؤية من المجرات - تتنبأ بأن جسيمات المادة المظلمة، مهما كانت، تجمعت في كتل صغيرة مرتبطة بالجاذبية خلال بضع مئات الآلاف من السنين الأولى بعد الانفجار الكبير. اندمجت العديد من تلك الكتل وسحبت في النهاية مادة مرئية. تلك نمت لتصبح بذور المجرات. لكن بعضًا من أصغر الهالات المظلمة التي لم تندمج، يجب أن تظل موجودة باعتبارها "بقايا تكوين البنية في الكون المبكر"، كما قال. إيثان نادلر، عالم فيزياء فلكية في مراصد كارنيجي وجامعة جنوب كاليفورنيا. "نوعًا ما مثل آلة الزمن."

إن العثور على هذه الكتل الأثرية ووزنها من شأنه أن يساعد الفيزيائيين على إحكام قبضتهم على الفيزياء الأساسية للمادة المظلمة، بما في ذلك كتلة الجسيم الغامض و"درجة حرارته"، وهو مصطلح مضلل إلى حد ما يصف السرعة التي تتحرك بها سحب الجسيمات الفردية.

أحد المشتبه بهم الرئيسيين في لغز المادة المظلمة هو المادة المظلمة الباردة، وهي فئة من النماذج التي يكون فيها الجناة جسيمات ثقيلة وبطيئة نسبيًا؛ أحد الأمثلة على ذلك هو الجسيمات الضخمة ضعيفة التفاعل، أو WIMP. إذا كانت هذه النظريات صحيحة، فمن السهل أن تستقر مثل هذه الجسيمات في كتل ذاتية الجاذبية في الكون المبكر، والتي قد يكون بعضها صغيرًا مثل كتلة الأرض. واليوم، يجب أن تظل هذه الهالات الصغيرة المتبقية من المادة المظلمة منجرفة داخل وحول الهالة الجماعية الأكبر للمجرات مثل درب التبانة.

ولكن إذا كانت جسيمات المادة المظلمة الأخف وزنا قد تحركت عبر الكون المبكر بشكل أسرع، كما تشير فئة منافسة من نماذج المادة المظلمة "الدافئة"، فمن الممكن أن تتشكل فقط كتل أكبر ذات قوة جذب أكبر. تشير هذه النماذج إلى وجود حدود محددة لهياكل المادة المظلمة، أي الحد الأدنى من الكتلة التي لا توجد هالات تحتها. لذا، كلما اكتشف شخص ما أصغر هالة مظلمة جديدة (مثل تلك المزعومة بين الأرض وموثرا)، يضطر المنظرون إلى استبعاد السيناريوهات الأكثر برودة تدريجيًا.

هناك فئة أخرى شائعة من النماذج، تسمى المادة المظلمة الغامضة، تفترض مجرد همسة من جسيم المادة المظلمة - ربما 10²⁸ مرات أخف من الإلكترون. على سبيل المثال، يمكن أن تكون الجسيمات الافتراضية التي تسمى الأكسيونات في هذا النطاق من الحجم وتكون أيضًا باردة نسبيًا. هذه الأجسام ذات وزن الريشة ستتصرف مثل الأمواج أكثر من كونها جسيمات، وتتموج عبر المجرات. مثل المادة المظلمة الدافئة، لن يشكل هذا التجسد الموجي كتلًا مرتبطة بالجاذبية على مقاييس كتلة أصغر من المجرات. لكن المادة المظلمة خفيفة الوزن سيكون لها تفسير آخر. عندما تصطدم موجات المادة المظلمة الغامضة ببعضها البعض داخل الهالة، فإنها قد تشكل أنماط تداخل أصغر تسمى الحبيبات - وهي مناطق ذات مظهر محبب حيث تكون كثافة المادة المظلمة أعلى - والتي من شأنها أن تنقل توقيعها الجذبي القابل للقياس.

يتطلب استبعاد بعض هذه النظريات العثور على - أو عدم العثور بشكل واضح - على هالات من المادة المظلمة ذات كتلة أقل فأصغر. بدأ البحث بتحديد الهالات الأكثر ضآلةً المعروفة التي تحيط بالمجرات القزمة، وهي كتل من المادة المظلمة لا تزال تزن مئات الملايين من كتلة الشمس، وهي الآن تشق طريقها إلى المجهول. لكن المشكلة هي أن هذه الهالات المظلمة الصغيرة الافتراضية ربما تفتقر إلى ثقل الجاذبية اللازم لجذب المادة العادية وإشعال النجوم. لا يمكن رؤيتها مباشرة، فهي ليست أكثر من مجرد ظلال ثقيلة. وقال: "البحث جار عن الأدلة". ماثيو ووكر، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة كارنيجي ميلون. "من الصعب العثور عليه."

دروس من العدسات

عمليات البحث الأكثر تقدمًا اليوم عن الهالات الفرعية الصغيرة المظلمة التي تعتمد على ظاهرة شبه معجزة: عدسة الجاذبية. عدسات الجاذبية، التي تنبأ بها أينشتاين، هي مناطق من الزمكان الملتوي تحيط بجسم ضخم. إن مجال جاذبية هذا الجسم - العدسة - يشوه ضوء الخلفية ويركزه بنفس الطريقة التي يمكن بها للعدسة المكبرة تكبير صورة نملة أو تركيز ضوء الشمس بما يكفي لإشعال النار.

تتضمن كل محاذاة عدسة مصدر ضوء يسطع من الشواطئ البعيدة للكون، والعدسة نفسها. غالبًا ما تكون هذه العدسات عبارة عن مجرات ضخمة أو عناقيد مجرية تشوه الزمكان وتصطف، بالصدفة الكونية، بين ذلك المصدر البعيد والأرض. تنتج العدسات مجموعة من التأثيرات البصرية، بدءًا من أقواس الضوء إلى النسخ المتعددة من نفس مصدر الخلفية وحتى الصور المكبرة للغاية للأشياء التي قد تكون بعيدة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها.

في عام 2017، تمكن علماء الفلك من التقاط صور لـ ايكاروس، نجم احترق منذ حوالي 9 مليارات سنة. وفي الآونة الأخيرة، عثروا على نجم إيريندل البالغ من العمر 13 مليار عام تقريبًا، وهو صاحب الرقم القياسي الحالي لأقدم نجم، والذي يلقي الكثير من الضوء في حد ذاته مليون شمس. لقد رصدوا أيضًا جودزيلا، وهو نجم بعيد نشيط للغاية يتعرض لانفجار متفجر، والوحش زميل جودزيلا موثرا، والذي يبدو أنه نوع مشابه من الكائنات المتغيرة. ("ونعم، نحن نستمتع بهذا"، قال دييغو عن عملية تسمية فريقه.)

لكن عدسات الجاذبية ليست مجرد بوابات إلى الجانب الآخر من الكون. لطالما اعتبر الباحثون عن المادة المظلمة أن العدسات مثيرة للاهتمام بقدر ما تقوم بتكبيره. تتوافق الطرق الدقيقة التي تشوه بها العدسة وتشوه صورة الخلفية مع كيفية توزيع الكتلة داخل وحول المجرة أو الكتلة العدسية. إذا كانت المادة المظلمة موجودة في كتل صغيرة عديمة النجوم ضمن النمط المعروف للهالات بحجم المجرة، فيجب أن يتمكن علماء الفلك من رؤية الضوء ينحني حول تلك الكتل أيضًا.

أصغر الهالات المظلمة المكتشفة بهذه الطريقة تنافس بالفعل أصغر الهالات المقاسة حول المجرات القزمة. في عام 2020، استخدم فريق يضم نيرنبيرج تلسكوب هابل الفضائي ومرصد كيك في هاواي للنظر في صور مكبرة للكوازارات - منارات متوهجة من الضوء المنبعثة من المادة التي تسقط في الثقوب السوداء - و وجدت أدلة على وجود هالات داكنة صغيرة تصل إلى مئات الملايين من كتلة الشمس. وهذا هو نفس حجم الهالة التقريبي المرتبط بأصغر المجرات، وهو مستوى من الاتفاق الإحصائي الذي ذكره نادلر. دراسة تم نشره في العام التالي، ويستخدم لاستبعاد نماذج المادة المظلمة الدافئة المكونة من جسيمات أخف من حوالي 1/50 من الإلكترون، والتي لا يمكن أن تتشكل فيها مثل هذه الكتل الضئيلة أبدًا.

وفي الوقت نفسه، استخدم فريقان هذا العام النجوم الزائفة ذات العدسات للبحث عن حبيبات من جسيمات المادة المظلمة الغامضة ذات وزن الريشة، وهي حبيبات تتشكل من خلال عملية مشابهة لتلك التي تجعل التموجات تظهر على سطح حمام السباحة، وفقًا للمؤلف الأول. من إحدى هذه الدراسات، ديفون باول من معهد ماكس بلانك للفيزياء الفلكية. قال: "لقد حصلت على هذا التوزيع الفوضوي والمتكتل للمسألة". "إنه مجرد تداخل موجي."

تحليل فريقه، الذي نشر في يونيو/حزيران الإشعارات الشهرية للجمعية الملكية الفلكية، ولم يتم العثور على دليل على ذلك تأثيرات المادة المظلمة الموجية في صور عالية الدقة لأقواس الضوء من إحدى عدسات الجاذبية، مما يشير إلى أن الجسيم المظلم يجب أن يكون أثقل من أصغر الجسيمات المرشحة الضبابية. لكن دراسة أبريل في طبيعة علم الفلكبقيادة ألفريد أمروث من جامعة هونج كونج، نظروا إلى أربع نسخ ذات عدسات من كوازار في الخلفية وتوصلوا إلى نتيجة معاكسة: عدسة مصنوعة من مادة مظلمة غامضة، كما جادلوا، وأوضح أفضل تقلبات صغيرة في بياناتهم. (لن تكون النتائج المتناقضة مفاجئة تمامًا نظرًا لأن الإشارات المتوقعة دقيقة وأن النهج التجريبي جديد، كما يقول الخبراء خارج كلا الفريقين). كوانتا.)

وفي الوقت نفسه، أمضت نيرنبيرج وزملاؤها العام الماضي في استخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي لمراقبة عدسات الجاذبية التي تعمل على تكبير الكوازارات، بهدف مبدئي هو نشر تحليلهم الأول في سبتمبر. من الناحية النظرية، حسبوا أن قدرة تلسكوب جيمس ويب الفضائي على الكشف عن بنية صغيرة الحجم في العدسات يجب أن تكشف ما إذا كانت الهالات المظلمة موجودة على شكل كتل غير مرئية تمامًا، بلا نجوم، ويبلغ حجمها عشرات الملايين من الكتل الشمسية. إذا كان الأمر كذلك، فإن تلك الهالات ستفرض أقوى قيد حتى الآن على مدى "دفء" المادة المظلمة.

هذه الطريقة الأحدث للنظر إلى النجوم المتطرفة والبعيدة مثل موثرا من خلال عدسات الجاذبية قد تنتقل قريبًا من تحديد الأشياء الغريبة لمرة واحدة إلى أن تصبح سمة منتظمة لعلم الفلك في عصر تلسكوب جيمس ويب الفضائي. إذا كان دييغو وزملاؤه على حق، وكان بإمكانهم رؤية موثرا لأنه تم تصويره بواسطة كتلة من المادة المظلمة تزن أقل من بضعة ملايين من كتلة الشمس، فإن هذه الملاحظة وحدها ستستبعد مجموعة واسعة من نماذج المادة المظلمة الدافئة. لكنها ستظل تدعم كلاً من المادة المظلمة الباردة والغامضة، على الرغم من أنه في الحالة الأخيرة - حيث يأتي التكبير الإضافي لموثرا من حبيبات كثيفة من المادة المظلمة بدلاً من كتلة مرتبطة بالجاذبية - فإنه سيظل يدفع المادة المظلمة الغامضة إلى نطاق ضيق. من الجماهير المحتملة.

وقال دييغو إن علماء الفلك يكتشفون المزيد من النجوم ذات العدسات باستخدام هابل وJWST، ويراقبون التشوهات البصرية الشاذة الأخرى التي يمكن أن تأتي من انحناء ضوء النجوم حول الأجسام المظلمة الصغيرة. وقال: "لقد بدأنا للتو في خدش السطح". "أنا لا آخذ الكثير من الإجازة هذه الأيام."

جزر مظلمة في تيار من النجوم

تركز عمليات البحث الأخرى عن هالات المادة المظلمة الصغيرة على النجوم الأقرب بكثير، مثل تلك الموجودة في اللافتات بالقرب من درب التبانة، والنجوم الثنائية في المجرات القزمة القريبة. في عام 2018، آنا بوناكا، وهو الآن عالم فيزياء فلكية في مراصد كارنيجي، تسابق لتنزيل البيانات من مركبة الفضاء غايا التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية، والتي تقيس حركة ما يقرب من ملياري نجم في درب التبانة. قام بوناكا بفرز تلك الملاحظات الأولية وعزل المعلومات من النجوم التي تنتمي إلى بنية تسمى GD-2. وقالت إن ما رأته كان "مثيرًا للغاية على الفور". "لقد سارعنا لكتابة ورقة بحثية في الأسبوع التالي أو نحو ذلك."

GD-1 عبارة عن تيار نجمي، عبارة عن سلسلة فضفاضة من نجوم درب التبانة والتي - إذا تمكنت من التقاطها بالعين المجردة - ستمتد لأكثر من نصف المسافة عبر سماء الليل. لقد تم طرد هذه النجوم من مجموعة نجمية كروية منذ فترة طويلة؛ وهي الآن تدور حول درب التبانة على جانبي تلك المجموعة، وتتمايل خلف وأمام مسارها مثل العوامات التي تحدد قناة بين النجوم.

في تحليلهم من GD-1، وجد فريق بوناكا البصمة النظرية لقطعة كبيرة متداخلة من المادة المظلمة. على وجه التحديد، بدا جزء من GD-1 منقسمًا إلى قسمين كما لو أن جسمًا ضخمًا غير مرئي قد أخطأ خلال المسار، وسحب النجوم في أعقابه. وقد حسبوا أن هذا الجسم العابر ربما كان عبارة عن هالة فرعية من المادة المظلمة تزن بضعة ملايين من كتلة الشمس، مما يجعله أيضًا منافسًا لأصغر كتلة مفترضة للمادة المظلمة، وتهديدًا محتملاً للمتغيرات الأكثر سخونة للمادة المظلمة الدافئة. .

ولكن كيف يمكن تحويل نتيجة واحدة إلى شيء أكثر إحصائية؟ وقال بوناكا إن علماء الفلك سجلوا حتى الآن حوالي 100 تيار نجمي. في حين لم تتم دراسة سوى عدد قليل منها بالتفصيل، إلا أن كل واحدة تم فحصها لها مكامن الخلل والانحناءات غير العادية الخاصة بها والتي قد تأتي من مواجهات الجاذبية مع أجسام صغيرة مظلمة مماثلة. لكن الملاحظات ليست حاسمة بعد.

وقالت: "أعتقد أن أفضل طريقة للمضي قدمًا هي تحليل التدفقات في وقت واحد، لفهم مقدار [تلك الميزات غير العادية] التي تأتي من المادة المظلمة".

وعلى مقاييس أصغر، أمضى ووكر، من جامعة كارنيجي ميلون، العام الماضي في مسح ملاحظات تلسكوب جيمس ويب الفضائي للمجرات القزمة بحثًا عن أكثر الأنظمة النجمية هشاشة التي يمكنه العثور عليها: النجوم الثنائية البعيدة جدًا عن بعضها البعض والمتماسكة معًا في احتضان جاذبية فضفاض. إذا كانت الهالات المظلمة الصغيرة - وهي أنواع الأجسام التي تقول نماذج المادة المظلمة الباردة يجب أن تكون وفيرة - تمر باستمرار وتمارس قوى جاذبية على محيطها، فلا ينبغي أن تكون هذه الثنائيات الواسعة جدًا موجودة. ولكن إذا ظهرت الثنائيات الواسعة، فهذا يشير إلى عدم وجود هالات داكنة صغيرة، مما يشكل ضربة قوية ضد العديد من نماذج المادة المظلمة الباردة التي تتنبأ بها.

وقال ووكر: "هذا ما أسميه مناهضة البحث عن هالات المادة المظلمة تحت المجرة".

التحرك في الجدران

لا يزال البحث عن الظلال الكونية جزءًا صغيرًا من جهد أكبر لتحديد شيء ما زال بعيد المنال حتى الآن. تجارب أرضية مصممة لاصطياد الجسيمات التي تناسب نماذج المادة المظلمة الغامضة والدافئة والباردة؛ لا تزال الفرق تبحث عن سمات مميزة أخرى لفيزياء المادة المظلمة، بدءًا من المنتجات الجانبية التي يتم إنتاجها عندما تتفاعل الجسيمات مع المادة العادية، إلى السؤال الدقيق حول كيفية ارتفاع كثافة المادة المظلمة وانخفاضها داخل الهالات المظلمة، والتي تعتمد على كيفية تفاعل الجسيمات المظلمة. مع بعض.

تريسي سلاتيريتصور عالم الفيزياء النظرية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، لغز المادة المظلمة على أنه صندوق واسع مليء باحتمالات لا تعد ولا تحصى، ولكنه يحمل إجابة واحدة صحيحة فقط. في هذا التشبيه، تتمثل استراتيجيتها في التعمق في هذا الصندوق بأفكار محددة وغير قابلة للدحض حول خصائص جسيمات المادة المظلمة. ومع ذلك، تمثل جوانب الصندوق الحقائق المحصورة الحقيقية الوحيدة التي يمكن لعلماء الفلك تقديمها، مثل الحدود العليا لمدى دفء المادة المظلمة، والحدود الدنيا لمدى ضبابيتها - أو خفة وزنها.

وقال سلاتير إنه إذا تمكن علماء الفلك من اكتشاف الأجسام الكونية المظلمة تمامًا في نطاق مليون كتلة شمسية بثقة، فسيكون ذلك بمثابة "قوة رصد قوية". "سيكون الأمر لا يصدق." ستتحرك جدران صندوقها إلى الداخل، مما يقلص المساحة المتاحة للاحتمالات.

قد تعمل التكنولوجيا القادمة قريبًا على تحويل عمليات البحث المتنوعة هذه من طعنات مبكرة في الظلام إلى غزوات أعمق في الهياكل الغامضة التي تدعم الكون. سوف يقوم تلسكوب جيمس ويب الفضائي بتعميق دراسته لعدسات الجاذبية في السنوات القادمة؛ على سبيل المثال، بدأت مجموعة نيرنبرج بثمانية أنظمة من هذا النوع، لكنها تخطط في نهاية المطاف لتحليل 31 منها. عندما يتم إطلاقه في عام 2027، فإن تلسكوب نانسي جريس الروماني الفضائي، وهو مرصد من فئة هابل يتمتع بمجال رؤية أوسع بكثير، من شأنه أن يجعل من السهل جدًا التنقل عبر المجرات القزمة كما يفعل ووكر. وسيكشف مرصد فيرا سي روبين، الذي سمي على اسم عالم الفلك الرائد الذي أجبرت ملاحظاته الباحثين على أخذ لغز المادة المظلمة على محمل الجد في المقام الأول، المزيد من التفاصيل حول التيارات النجمية بمجرد أن يبدأ المراقبة من تشيلي في عام 2024. وسيكشف المرصدان معًا يجب أن تنتج آلاف العدسات الجاذبية الجديدة التي يمكن البحث عنها بحثًا عن البنى التحتية المظلمة.

حتى الآن، لم تنجح أي من عمليات الرصد في الإطاحة بنماذج المادة المظلمة الباردة الشائعة، والتي تتنبأ بأن الكون مليء بكتل أصغر وأصغر من المادة. وبينما يواصل علماء الفلك العمل الشاق المتمثل في البحث عن تلك الكتل، يأمل العديد من المنظرين والتجريبيين أن تؤدي تجربة فيزياء الجسيمات على الأرض إلى الوصول إلى قلب اللغز بشكل أسرع بكثير. لكن كشف هذه الجيوب المعزولة من الظلام - وأي فيزياء معقدة تصاحبها - يشبه "الحصول على مختبر أنظف"، على حد قول سلاتير. "نحن في وقت مثير."