با وجود آنکه سیاهچاله‌ها قابل رویت نیستند، اما یافتن آنها در فضا بسیار ساده است. موادی که به دور سیاهچاله می‌گردند و درون آن بلعیده می شوند، بسیار داغ و نورانی هستند و به همین دلیل حتی از فواصل بسیار دور در کیهان می‌توان آنها را مشاهده کرد. به تازگی منجمین موفق شده‌اند تا انرژی اتم‌های نزدیک به سیاهچاله را با استفاده از شبیه سازی‌های ابر رایانه‌ای محاسبه کنند.

   از آنجا که بسیاری از تحقیقات متخصصین سیاهچاله‌ها به اطلاعات مربوط به اتم‌های اطراف یک سیاهچاله بر می‌گردد، این کشف جدید اهمیت فراوانی دارد. این یافته‌ها همچنین دقت تحقیقات مربوط به سیاهچاله‌ها را افزایش می‌دهد و میزان خطا را به فقط چند درصد کاهش می‌دهد.

 

   راز  اتم‌های بسیار داغ در کیهان کلید معمایی قدیمی در نجوم است و تیمی از دانشگاه اوهایو در تلاشند تا این راز را کشف کنند.«آنیل پرادهان» استاد نجوم ،به همراه گروهش با استفاده از شبیه سازی‌های ابر کامپیوتری، محاسباتی بسیار دقیق را در مورد انرژی اتم‌های مجاور یک سیاهچاله انجام داده است.

 

   دانشمندان ابتدا مناطق وسیعی از اتم های داغ را که در اطراف سیاهچاله‌های مرکزی کهکشان‌ها قرار داشتند، مورد بررسی قرار دادند. این اتم‌ها که به شکل پلاسما به دور هسته‌ی کهکشان‌ها می‌گردند، به دلیل گرمای فراوان خود، پرتوهای ایکس از خود ساطع می‌کنند و در نتیجه یکی از علائم وجود سیاهچاله‌ها هستند.

  

   پیش از آنکه منجمین در مورد وجود سیاهچاله در مرکز کهکشان اظهار نظر کنند، ابتدا باید مقدار انرژی این ماده‌ی پلاسمایی مشخص شود. پس از آن، این اطلاعات را با دانسته‌های فیزیک اتمی تطبیق می‌دهند تا وجود سیاهچاله به طور قطع ثابت گردد. پرادهان می گوید: "شاید اندازه گیری انرژی این اتم‌ها زیاد جذاب به نظر نرسد، اما در روند شناخت سیاهچاله‌ها اهمیت فراوانی دارد".

 

   او سی سال است که بر روی این مساله کار می‌کند. اما عاملی که باعث شد تا او بالاخره این کار را انجام دهد، تصویرهای با کیفیت فوق العاده بالا بود که توسط تلسکوپ پرتو ایکس چاندرا و تلسکوپ پرتو ایکس سازمان فضایی اروپا تهیه شد. برای آنکه دانشمندان بهتر این اطلاعات و تصاویر را تحلیل کنند، به اطلاعات بسیار دقیقی در مورد اتم‌های تابش کننده‌ی این پرتوها نیاز بود. در نتیجه او به همراه یکی از اساتید دانشگاه اوهایو، تصمیم گرفتند تا دقیق‌ترین محاسبات و شبیه سازی‌های ممکن را در مورد این اتم‌ها انجام دهند.

  

   پس از سال ها نوشتن کدهای کامپیوتری و ساعت‌ها محاسبه در مرکز ابرکامپیوتر دانشگاه اوهایو، آن‌ها سطح انرژی  اتم‌های موجود در درون پلاسما (از کربن تا آهن) را تعیین کردند. این به آن معناست که از حالا به بعد، هنگامی که منجمین به پرتو ایکس دریافتی از جرمی در فضا نگاه می‌کنند، می‌توانند به طور دقیق جزییات اتم‌هایی که این پرتو را ساطع کرده‌، مشخص کنند و در مورد آن جرم اطلاعات بیشتری را بدست آورند.

  

   اتمی که اثرات آن در اکثر پرتوهای دریافتی از اطراف سیاهچاله‌ها وجود دارد، آهن است. اینجاست که نظریه نسبیت عام اینشتین وارد مساله می‌شود. بر طبق نظریه نسبیت، گرانش شدید سیاهچاله باعث می‌شود تا علائم موجود در پرتو ایکس دریافتی (خصوصا علائم مربوط به عنصر آهن) مقداری تغییر کند. این علائم در یک طیف جمع شده‌اند که در درون این طیف، هر عنصر، خطوط مربوط به خود را دارد. یکی از این خطوط، خط " K–آلفا آهن" نامیده می‌شود که معمولا در طیف‌های دریافت شده از سیاهچاله‌ها پهن تر از حد معمول نشان می‌دهد و این پدیده یکی از علائم وجود سیاهچاله است.

 

   13 سال پیش، همین گروه پژوهشی را در مورد این خطوط K-آلفا آهن آغاز کردند. هدف اصلی آنها کشف علت پهن شدگي این خطوط بود. پرادهان می گوید: "مهم‌ترین نشانه در رصد مستقیم یک سیاهچاله همین خطوط  K-آلفا است". او امیدوار است که دانشمندان بتوانند با ادغام اطلاعات تازه کشف شده و دانسته‌های قبلی در مورد خطوط  K-آلفا این معما را حل کنند

ماده تاریک و ماده معمولی دارای قسمت های به هم پیچ خورده هستند که از برخورد دو خوشه کهکشانی با هم پدید آمده است.این مشاهدات توسط تلسکوپ فضایی چاندرا و برخی دیگر از تلسکوپ ها مدارکی برای موجودیت ماده تاریک است.

ماکسیم مارک ویچ یکی از اعضای تیم مرکز اختر فیزیک اسمیت سونی هاروارد در کمبریج می گوید : " این انرژی شدید کیهانی یکی از رویداد هایی است که بعد از مهبانگ در حال مطالعه است."

این مشاهدات دلایل محکمی را مبنی بر اینکه بیشتر ماده تاریک در جهان سیاه می باشد را بیان میکند.

با وجود اینکه مدارک قابل توجهی وجود دارد که ماده تاریک وجود دارد، بسیاری از دانشمندان تئوری های جدیدی را برای گرانش قوی بین کهکشانی که قبلا توسط نیوتون و انیشتن نیز پیش بینی شده را مطرح می کنند که نیاز ما را به ماده تاریک برای اثبات برخی تئوری های کیهانی رفع می کند. هر چند که چنین تئوری هایی نمی تواند اثرات برخورد های مشاهده شده را توضیح دهد.

داووگ کلو از دانشگاه آریزونا می گوید : " این موضوع که ماده تاریک بر جهان حکفرماست کمی نادرست به نظر می آید بنابراین  ما قصد داریم تا این موارد را آزمایش کنیم زیرا برخی از این ناهمواریها،می تواند خدشه هایی در تفکرات پایه ای ما باشد."" این دست آورد ها و آزمایشات گواهی بر موجودیت ماده تاریک است."

در خوشه های کهکشانی ماده معمولی مانند اتم، ستاره ها،سیارات و هرچه که در زمین وجود دارد را از گاز داغ و ستاره ها، به وجود می آورد.جرم این گازهای داغ میان کهکشانی به مراتب بیشتر از جرم ستاره ها در تمام کهکشان هاست.

این یافته ها توسط تلسکوپ چاندرا،هابل،آرایه جنوبی اروپا و تلسکوپ ماژلان بدست آمده است، این تلسکوپ ها اندازه گیری هایی را برای تایین جرم این ناحیه از خوشه انجام دادند.این اندازه گیری ها توسط لنز های گرانشی، جایی که نور به دلیل گرانش خوشه در پیش زمینه کهکشان ها خمیده می شود که قبلا نیز توسط نسبیت خاص انیشتن پیش بینی شده بود، انجام شد.

گازهای داغ در این برخورد به وسیله اصطکاک نیرو آرام می شود و به ایستایی و همسان بودن هوا می رسند.در این برابری ماده تاریک به سبب فشرده شدن آرام نمی شود زیرا حالت مستقیم فعل و انفعالی با خودش یا گازی که شامل گرانش نمی شود را، ندارد. این فرآیند سبب تفکیک ماده معمولی با ماده تاریک میشود که ما آن را مشاهده می کنیم. اگر گازهای داغ جرم زیادی از ترکیب خوشه ها باشند، بر طبق تئوری گرانش چنین تفکیکی نباید مشاهده شود.

سین کارول، کیهان شناس دانشگاه شیکاگو می گوید : " این دستاورها سبب میشود تا  نظریات آینده مبتنی بر یافته های جدید باشد."" از این به بعد حرکت ما برای فهمیدن درست ماده تاریک خواهد بود زیرا این دستاورد جدید حقیقتی است که نمی توان از آن چشم پوشی نمود."

همچنین، این دستاورد به دانشمندان درمورد گرانش آشنای نیوتن در زمین، منظومه شمسی و همچنین کار بر روی خوشه های عظیم و سنگین کهکشانی، اطمینان بیشتری می دهد.

کلو می گوید : " ما پرونده گرانش را بسته ایم و اکنون در پی بستن پرونده ماده مرئی هستیم. "

این دستاورد سبب آغاز  انتشار یک خبر داغ در ژورنال اخترفیزیکی برجسته دنیا مانند :

NASA's Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala., manages the Chandra program. The Smithsonian Astrophysical Observatory controls science and flight operations from the Chandra X-ray Center, Cambridge, Mass