به‌نظر می‌رسد توزیع ماده تاریک اطراف یک جفت خوشه کهکشانی در حال برخورد، تحت‌ِ تأثیر نسخه‌ای فرضی از الکترومغناطیس مربوط به بخش تاریک قرار نمی گیرد.

N. Shukla/CINECA and Instituto Superior Técnico, Portugal

طبق تعریف‌ها، ماده تاریک در برهم‌کنش‌های الکترومغناطیس شرکت نمی‌کند. اما برخی نظریه‌ها مشابه این نیروی آشنا را برای ماده تاریک در نظر می‌گیرند. این نظریه‌ها حاکی از آن است که ممکن است ذرات ماده تاریک «بارهای تاریک» مثبت یا منفی و در نتیجه نیروی جاذبه یا دافعه داشته باشند. اکنون کوین شوفلر، از دانشگاه رور بوخوم در آلمان، و همکارانش به‌دنبال شواهدی از چنین برهم‌کنش‌هایی در توزیع ماده تاریک اطراف یک جفت خوشه کهکشانی در حال برخورد هستند[۱]. از آنجا که این محققان شواهدی نیافتند، حد بالایی برای شدت الکترومغناطیس تاریک احتمالی تعیین کرده‌اند.

شوفلر و همکارانش در پژوهش پیشین، برخورد دو ابر پلاسمایی را که از میان یکدیگر عبور می‌کنند شبیه‌سازی کردند [۲]. آنها دریافتند که با ادغام ابرها ناپایداری‌های الکترومغناطیسی ایجاد می‌شود. این ناپایداری‌ها انرژی را از جریان‌های مخالف ابرها بازتوزیع می‌کند و باعث کاهش سرعت ابرها و در همان حال گسترش محدوده دمایی آنها می‌شود.

انگیزه کار کنونی محققان تشخیص این نکته بود که سناریوی پلاسمای در حال برخورد آنها در مقیاس کیهانی و در فاصله چندین میلیارد سال نوری دورتر در حال پیاده‌سازی است. در این آزمایش طبیعی یک خوشه کهکشانی – خوشه گلوله – پس از عبور از میان یک خوشه کهکشانی دیگر در حال دور شدن از آن با سرعت بالا است. اجزای پلاسمای هر خوشه همان طور که انتظار می‌رفت رفتار می‌کند: پلاسماها به خاطر برهم‌کنش‌های الکترومغناطیسی کند شده‌اند. اما به نظر می‌رسد که ماده تاریک هر خوشه – توزیع ماده تاریکی که اخترشناسان با استفاده از رصدهای عدسی‌های گرانشی به آن پی برده‌اند – فقط تحت‌تأثیر گرانش قرار دارد. نبودن خودبرهم‌کنش ماده تاریک قابل‌اندازه‌گیری به این مفهوم است که هر گونه الکترومغناطیس تاریک باید بسیار ضعیف‌تر از همتای معمول خود باشد. شوفلر می‌گوید این امر بسیاری از ساده‌ترین مدل‌ها را رد می‌کند و می‌تواند هدایت‌گر آزمایش‌های آشکارسازی مستقیم آتی باشد.

[1] K. Schoeffler et al., “Can plasma physics establish a significant bound on long-range dark matter interactions?” Phys. Rev. D 111, L071701. (2025).

[2] N. Shukla et al., “Slowdown of interpenetration of two counterpropagating plasma slabs due to collective effects,” Phys. Rev. E 105, 035204. (2022).

منبع:

Intergalactic Collision Constrains Dark Electromagnetism