تعارف
2016 میں، ماہرین فلکیات کی قیادت میں پیٹر وین ڈوکم ییل یونیورسٹی نے شائع کیا۔ ایک بم شیل کاغذ اتنی مدھم، پھر بھی اتنی وسیع اور بھاری کہکشاں کی دریافت کا دعویٰ کرنا کہ اسے تقریباً مکمل طور پر پوشیدہ ہونا چاہیے۔ انہوں نے اندازہ لگایا کہ کہکشاں، جسے ڈریگن فلائی 44 کہا جاتا ہے، 99.99 فیصد سیاہ مادہ ہے۔
ڈریگن فلائی 44 کی خصوصیات کے بارے میں ایک گرما گرم بحث شروع ہوئی جو حل طلب ہے۔ دریں اثنا، اسی طرح کی 1,000 سے زیادہ بڑی لیکن دھندلی کہکشائیں سامنے آ چکی ہیں۔
ڈریگن فلائی 44 اور اس کے لوگوں کو الٹرا ڈفیوز کہکشائیں (UDGs) کے نام سے جانا جاتا ہے۔ اگرچہ وہ سب سے بڑی عام کہکشاؤں کی طرح بڑی ہو سکتی ہیں، یو ڈی جی غیر معمولی طور پر مدھم ہیں - اتنے مدھم ہیں کہ، آسمان کے دوربین کے سروے میں، "ان کہکشاؤں کو غلطی سے فلٹر کیے بغیر شور کو فلٹر کرنا ایک کام ہے،" پال بینیٹ نے کہا۔ بالٹی مور میں خلائی دوربین سائنس انسٹی ٹیوٹ میں ماہر فلکیات۔ روشن ستارہ بنانے والی گیس جو کہ دیگر کہکشاؤں میں وافر مقدار میں ہے UDGs میں غائب ہو گئی ہے، جس سے صرف بزرگ ستاروں کا ایک ڈھانچہ رہ گیا ہے۔
ان کے وجود نے کہکشاں ارتقائی نظریہ میں ہلچل مچا دی ہے، جو ان کی پیشین گوئی کرنے میں ناکام رہا۔ وین ڈوکم نے کہا کہ "وہ نقلی انداز میں سامنے نہیں آئے۔" "آپ کو ایک کہکشاں کو اتنا بڑا اور بیہوش کرنے کے لیے کچھ خاص کرنا ہوگا۔"
ڈریگن فلائی 44 اور دیگر UDGs کیسے وجود میں آئے اس کی وضاحت کے لیے جنگلی نئے نظریات سامنے آئے ہیں۔ اور روشنی کے یہ بڑے دھبے تاریک مادے کے غیر مرئی ہاتھ کا تازہ ثبوت فراہم کر رہے ہیں۔
بہت زیادہ ڈارک میٹر
چونکہ کشش ثقل گیس اور ستاروں کے جھرمٹ کو ایک ساتھ لاتی ہے، ان کی مشترکہ توانائیاں اور رفتار میش اپ کو پھولنے اور گھومنے کا سبب بنتی ہے۔ آخر کار ایک کہکشاں نمودار ہوتی ہے۔
بس ایک مسئلہ ہے۔ جیسے جیسے کہکشائیں گردش کرتی ہیں، انہیں الگ ہونا چاہیے۔ ایسا لگتا ہے کہ ان میں کافی مقدار نہیں ہے - اور اس طرح کشش ثقل - ایک ساتھ چپکنے کے لئے۔ تاریک مادے کا تصور گمشدہ کشش ثقل فراہم کرنے کے لیے ایجاد کیا گیا تھا۔ اس تصویر میں، ایک کہکشاں غیر نورانی ذرات کے ایک بڑے اجتماع کے اندر بیٹھی ہے۔ یہ تاریک مادہ "ہالو" گھومتی ہوئی کہکشاں کو ایک ساتھ رکھتا ہے۔
کہکشاں کی گردش کی رفتار، اور اس طرح اس کے تاریک مادے کے مواد کا اندازہ لگانے کا ایک طریقہ، ستاروں کے اس کے کروی جھرمٹ کی گنتی ہے۔ بینیٹ نے کہا، "ہم نہیں جانتے کہ نظریہ کے نقطہ نظر سے کیوں،" لیکن ان "گلوبلر کلسٹرز" کی تعداد ان خصوصیات کے ساتھ گہرا تعلق رکھتی ہے جن کی پیمائش کرنا مشکل ہے۔ 2016 کے مقالے میں، وین ڈوکم نے ڈریگن فلائی 94 کے اندر 44 گلوبلولر کلسٹرز کی گنتی کی - ایک ایسی تعداد جس میں ایک غیر معمولی طور پر بڑے تاریک مادّے کا ہالہ ظاہر ہوتا ہے، اس کے باوجود کہ کہکشاں میں کتنا کم دکھائی دینے والا مادہ ہے۔
کبھی کسی نے ایسا کچھ نہیں دیکھا تھا۔ وان ڈوکم اور شریک مصنفین نے تجویز پیش کی کہ ڈریگن فلائی 44 ایک "ناکام آکاشگنگا" ہو سکتی ہے: آکاشگنگا کے سائز کے تاریک مادے کے ہالے والی کہکشاں جس کے شروع میں ایک پراسرار واقعہ پیش آیا جس نے اس کی ستارہ بننے والی گیس کو چھین لیا، اور اسے چھوڑ دیا۔ عمر رسیدہ ستاروں اور ایک بڑے ہالہ کے سوا کچھ نہیں۔
یا کوئی ڈارک میٹر؟
اس اعتراض نے ماہرین فلکیات کے ایک اور کیمپ کی دلچسپی کو اپنی طرف متوجہ کیا جو یہ استدلال کرتے ہیں کہ تاریک مادہ بالکل موجود نہیں ہے۔ یہ محققین کہکشاںوں کی گمشدہ کشش ثقل کی وضاحت کرتے ہیں اس کے بجائے نیوٹن کے کشش ثقل کے قانون کو درست کرتے ہوئے، ایک نقطہ نظر جسے تبدیل شدہ نیوٹنین ڈائنامکس، یا MOND کہتے ہیں۔
MOND کے مطابق، ہر کہکشاں کے لیے نظر ثانی شدہ کشش ثقل کی قوت کا حساب اس کے ستاروں کے کمیت سے روشنی کے تناسب سے لگایا جاتا ہے - ان کی کل کمیت کو ان کی روشنی سے تقسیم کیا جاتا ہے۔ MOND تھیوریسٹ اس بات کا اندازہ نہیں لگاتے کہ قوت اس تناسب پر کیوں منحصر ہوگی، لیکن ان کا ایڈہاک فارمولا زیادہ تر کہکشاؤں کی مشاہدہ شدہ رفتار سے میل کھاتا ہے، بغیر تاریک مادّے کو مدعو کرنے کی ضرورت ہے۔
جب ڈریگن فلائی 44 کے بارے میں خبر بریک ہوئی تو MOND کے وکیل سٹیسی میک گاگکیس ویسٹرن ریزرو یونیورسٹی کے ایک ماہر فلکیات نے اس کے بڑے پیمانے پر روشنی کے تناسب سے حساب لگایا کہ اسے وین ڈوکم کے ابتدائی تخمینہ سے زیادہ آہستہ سے گھومنا چاہیے۔ MOND کیلکولیشن ڈیٹا کے مطابق نہیں لگ رہا تھا۔
تعارف
لیکن پھر 2019 میں، وین ڈوکم کے گروپ نے ڈریگن فلائی 44 کی گردش کی رفتار کو گھٹا دیا۔ بہتر ڈیٹا کا استعمال کرتے ہوئے. MOND کی تصدیق کی گئی۔ "ڈریگن فلائی 44 اس بات کی ایک مثال ہے کہ یہ ڈیٹا MOND کے ساتھ متفق ہونے کے لئے کس طرح تیار ہوتا ہے،" McGaugh نے کہا۔
پھر بھی، زیادہ تر فلکیات دانوں کے لیے، جو تاریک مادے پر یقین رکھتے ہیں، گردش کی سست رفتار کا مطلب صرف یہ ہے کہ ڈریگن فلائی 44 کا ہالہ ان کے خیال سے چھوٹا ہے۔ 2020 میں، ایک آزاد گروپ نے گنتی کے ذریعے ہالو کو مزید گھٹا دیا۔ ڈرامائی طور پر کم گلوبلر کلسٹرز، لیکن وین ڈوکم اس نتیجے سے اختلاف کرتا ہے۔ اگرچہ ہالو کا سائز ابھی تک غیر یقینی ہے، لیکن یہ ابتدائی طور پر قیاس سے کم بڑا ہو سکتا ہے، جس سے پتہ چلتا ہے کہ ڈریگن فلائی 44 ایک ناکام آکاشگنگا نہیں ہے۔
بڑی پرانی کہکشاں
ایک نئی دریافت شدہ عجیب نے اسرار کو مزید بڑھا دیا ہے۔
In ایک کاغذ اگست میں شائع ہونے والے، وین ڈوکم کے گروپ نے ڈریگن فلائی 44 کو انتہائی قدیم پایا، جو 10 بلین سے 13 بلین سال پہلے تشکیل پایا تھا۔
لیکن اتنی پرانی کہکشاں اتنی بڑی نہیں ہونی چاہیے جتنی ڈریگن فلائی 44 ہے۔ ابتدائی کائنات کی اشیاء زیادہ کمپیکٹ ہوتی ہیں کیونکہ وہ کائنات کے تیزی سے پھیلنے سے پہلے تشکیل پاتی ہیں۔
مزید یہ کہ اتنی پرانی، دھاگے والی کہکشاں کو اب تک مکمل طور پر پھٹ جانا چاہیے تھا۔ ڈریگن فلائی 44 نے ایک ساتھ رکھا ہوا ہے اس کا مطلب یہ ہے کہ اس میں ایک بھاری تاریک مادے کا ہالہ ہے - ممکنہ طور پر "ناکام آکاشگنگا" مفروضے کو بحال کرنا۔ وین ڈوکم نے کہا، "یہ واقعی ایک دلچسپ وضاحت ہے، اس لیے مجھے یہ پسند ہے، لیکن مجھے نہیں معلوم کہ یہ صحیح ہے یا نہیں۔"
ایک اور وضاحت، "ہائی سپن" مفروضہ، یہ پیش کرتا ہے کہ دو چھوٹی کہکشائیں ایک ہی سمت میں گھومتے ہوئے آپس میں ضم ہو گئیں، اس طرح کہ نتیجے میں آنے والی کہکشاں، ڈریگن فلائی 44، نے دونوں کی کونیی رفتار حاصل کر لی۔ اس کی وجہ سے یہ زیادہ تیزی سے گھومنے لگا، اس کو پھونک مار کر ستارہ بنانے والے مواد کو باہر نکال دیا۔
شاندار طور پر متنوع UDGs
ڈریگن فلائی 44 کی جانچ پڑتال کے درمیان، ماہرین فلکیات نے دیگر انتہائی پھیلی ہوئی کہکشاؤں کے ایک وسیع اور متنوع مجموعہ کو بھی کیٹلاگ کیا ہے۔ نتائج انہیں یہ نتیجہ اخذ کرنے پر مجبور کر رہے ہیں کہ کہکشائیں اس سے زیادہ طریقوں سے بنتی ہیں جو وہ جانتے تھے۔
کچھ نئے پائے جانے والے UDG میں سیاہ مادے کی مکمل کمی نظر آتی ہے۔ وان ڈوکم کا گروپ ایسی ہی ایک کہکشاں کی نشاندہی کی۔ 2018 میں، پھر قریبی دوسروں کی پگڈنڈی دیکھی۔ اس مئی، ٹیم قیاس in فطرت، قدرت کہ پگڈنڈی دو کہکشاؤں کے تصادم میں بنی تھی۔ تصادم نے کہکشاؤں کی گیس کے بہاؤ کو سست کر دیا، لیکن ان کا تاریک مادہ اس طرح چلتا رہا جیسے کچھ ہوا ہی نہ ہو۔ اس کے بعد گیس ستاروں کے جھرمٹ میں سکیڑ کر آخر کار تاریک مادے سے پاک کہکشاؤں کا ایک تار بناتی ہے۔
دریں اثنا، بینیٹ دو UDGs کو دریافت کیا۔ 2018 میں جو ایک مختلف فارمیشن تھیوری کی طرف اشارہ کرتا ہے۔ ہر معاملے میں، ایسا لگتا ہے کہ بھاری قریبی کہکشاں سے سمندری قوتیں UDG کو پھاڑ کر اسے باہر نکال رہی ہیں اور اس کی گیس چوری کر رہی ہیں۔ (یہ ڈریگن فلائی 44 کی وضاحت نہیں کرسکتا، جو کہ بھاری کہکشاؤں سے بہت دور بیٹھا ہے۔)
حیرانی سے، ستمبر کا ایک کاغذ نے UDG میں ستاروں کی حالیہ تشکیل کی اطلاع دی، اس خیال سے متصادم ہے کہ وہ صرف پرانے ستاروں کو محفوظ رکھتے ہیں۔
UDGs کی ایسی رینج جو ظاہری طور پر ایک جیسی نظر آتی ہے لیکن اندرونی طور پر مختلف ہوتی ہے MOND پر سیاہ مادے کے نظریہ کی توثیق کر سکتی ہے۔ "اگر ستارے ایک کہکشاں میں بہت تیزی سے حرکت کر رہے ہیں، اور دوسری میں بہت آہستہ، تو یہ ان متبادل نظریات کے لیے ایک بڑا مسئلہ ہے،" وین ڈوکم نے کہا۔
McGaugh نے اتفاق کیا کہ اگر UDG کی آبادی میں "حقیقی باہر نکلنے والے" ہیں، تو "یہ واقعی MOND کے لیے ایک مسئلہ ہے۔" تاہم، انہوں نے مزید کہا، "یہ خود بخود تاریک مادے کی بہتر تشریح نہیں کرتا ہے۔"
حتمی جوابات کے لیے نئی دوربینوں کی ضرورت ہوگی۔ نئے آپریشنل جیمز ویب اسپیس ٹیلی سکوپ نے پہلے ہی دور دراز کہکشاؤں کو دیکھا ہے جیسا کہ وہ اس وقت نمودار ہوئی تھیں جب وہ ابتدائی کائنات میں بن رہی تھیں، جو نئے خیالات کو جانچنے اور ان کو بہتر بنانے میں مدد کریں گی۔
وین ڈوکم نے کہا کہ "سب سے بڑا فائدہ یہ ہے کہ ہم ابھی تک نہیں جانتے کہ وہاں کیا ہے۔" "ایسی کہکشائیں ہیں جو ہم نے دریافت نہیں کی ہیں جو بہت بڑی ہیں، بہت قریب ہیں، اور ان میں غیر معمولی خصوصیات ہیں، اور وہ آسمان کا مطالعہ کرنے کے ان تمام دہائیوں کے بعد بھی ہمارے موجودہ کیٹلاگ میں نہیں ہیں۔"
