يحل علماء الفلك لغز مجرة ​​تحتوي على 99.99٪ من المادة المظلمة

(Teymoor Saifollahi and NASA/HST)

يمكن أن يكون لسر مجرة ​​لم يكن من المفترض أن تكون موجودة حلًا الآن. دراجونفلاي 44 ، المجرة الباهتة التي تم العثور عليها في عام 2016 وتتكون من99.99٪ من المادة المظلمة، تم إعادة فحصه عن كثب ، وكشف عن نسبة أقل وأكثر طبيعية من المادة المظلمة .

قال الباحثون إن هذا يعني أنه لا يتعين علينا مراجعة نماذجنا لتشكيل المجرات لمحاولة اكتشاف كيف يمكن أن ينتجوا مثل هذا الانحراف الشديد - كل شيء يتصرف بشكل طبيعي تمامًا.

لقد كان Dragonfly 44 (DF44) حالة شاذة طوال هذه السنوات لا يمكن تفسيرها بنماذج تشكيل المجرات الحالية ، said astronomer Teymoor Saifollahi من معهد Kapteyn الفلكي في هولندا.

'نحن نعلم الآن أن النتائج السابقة كانت خاطئة وأن DF44 ليس استثنائيًا. حان الوقت للمضي قدما.'

المادة المظلمة هي مخلل كوني حقيقي. لا نعرف ما هو. لا يمكننا اكتشافه مباشرة ، لأنه لا يمتص أو يعكس أو ينبعث منه أي إشعاع كهرومغناطيسي. ولكن بناءً على الطريقة التي تتحرك بها بعض الأشياء بسبب الجاذبية - دوران المجرات ، فإنطريقة مسار الضوء المنحنيات- يمكننا معرفة مقدار الكتلة الموجودة في المجرات. وهناك كتلة أكبر مما يمكن حسابه في التعداد السكاني للمادة العادية التي يمكن اكتشافها.

نسمي ذلك الكتلة المفقودة بالمادة المظلمة. وفقًا لقياسات متعددة ، ما يقرب من 85 بالمائة من المادة في الكون مظلمة ، على الرغم من أن النسب في المجرات تختلف وفقًا للنوع.

وهي عنصر أساسي في أفضل نماذج تشكيل المجرات لدينا. يُعتقد أن شبكة المادة المظلمة يمكن أن توجه المادة إلى المجرات في بدايات الكون ، وأن الغراء الكوني هو الذي يربط المجرات معًا.

DF44 ، التي تقع على بعد حوالي 330 مليون سنة ضوئية في كتلة الغيبوبة من المجرات ، من نوع يعرف باسم المجرات فائقة الانتشار. إنها أقل سطوعًا بكثير من درب التبانة ؛ يشير لمعانها إلى أن DF44 بها عدد نجوم أقل بـ 1000 مرة من مجرتنا الأصلية.

هذا جعل قياس 2016 لكتلته مفاجئًا. قام علماء الفلك بقيادة عالم الفلك بيتر فان دوكوم من جامعة ييل بحساب عدد العناقيد الكروية حول DF44 ، وهي مجموعات كروية كثيفة من النجوم تدور حول مركز المجرة.

نظرًا لأن عدد العناقيد الكروية مرتبط بكتلة المجرة (على الرغم من أننا لسنا متأكدين من السبب) ، فقد سمح هذا لعلماء الفلك بحساب كتلة DF44 - ووجدوا أنها كانت تقريبًا مثل كتلة مجرة ​​درب التبانة.

بالنظر إلى العدد المنخفض من النجوم في DF44 ، فإن هذا يعني أن المجرة تتكون بالكامل تقريبًا من مادة مظلمة ، مما يجعلها متطرفة للغاية. ربما شديدة للغاية.

وهكذا ، أجرى سيف الله وفريقه إعادة فرز للكتل الكروية باستخدام نفس بيانات رصد تلسكوب هابل الفضائي مثل الدراسة السابقة. لقد طبقوا معايير صارمة لتحديد المجموعات الكروية المرتبطة بـ DF44 ، وفي النهاية خرجوا برقم أقل بكثير.

'حقيقة أننا وجدنا في عملنا 20 عنقودًا كرويًا فقط ، مقارنةً بالمجموعات الثمانين المزعومة سابقًا ، تقلل بشكل كبير من كمية المادة المظلمة التي يُعتقد أن المجرة تحتوي عليها ،' قال عالم الفيزياء الفلكية إجناسيو تروجيلو من Instituto de Astrofisica de Canarias في جزر الكناري.

علاوة على ذلك ، مع عدد العناقيد الكروية التي وجدناها ، فإن كمية المادة المظلمة في اليعسوب 44 تتوافق مع ما هو متوقع لهذا النوع من المجرات. لم تعد نسبة المادة المرئية إلى المادة المظلمة 1 في 10000 بل واحدة من 300.

هذه ليست أول مواجهة لتروجيلو مع مجرات منتشرة للغاية ذات محتوى شاذ من المادة المظلمة. في العام الماضي ، وجد أن مجرتين من هذه المجرات تدعى DF2 و DF4 وجدت سابقًا (أيضًا بواسطة van Dokkum وزملاؤه) أنهما تحتويان على القليل من المادة المظلمة أو لا تحتويان على مادة مظلمة.من المحتمل أيضًا أن تكون طبيعية. يرجع انخفاض قياس المادة المظلمة إلى سوء تقدير المسافة. راجع المسافة ، ولم تعد المجرتان مجرد نزوات كونية.

قال لـ Energyeffic في ذلك الوقت ، إنه من المرجح أن يكون البشر قد ارتكبوا خطأ أكثر من أننا وجدنا القيم المتطرفة التي تتحدى النماذج الكونية. وهذا ما وجده سيفولاي وفريقه هذه المرة أيضًا.

'يظهر عملنا أن هذه المجرة ليست مفردة ولا متوقعة' قال عالم الفيزياء الفلكية مايكل بيسلي من Instituto de Astrofísica de Canarias. وبهذه الطريقة يمكن لنماذج تشكل المجرات تفسيرها دون الحاجة إلى تعديل.

لكن العرض لم ينته بالضرورة. بعد عمليات إعادة حساب المسافة التي أجراها تروخيو ، أعاد فان دوكوم وزملاؤه أيضًا حساب المسافات إلى DF2 و DF4. هذه التحليلات الجديدة حصلوا على نتائج تتفق مع النتائج الأولية للفريق ، لذلك نتوقع أن يكون النقاش حول DF44 مستمرًا بالمثل.

ومع ذلك ، فإن مثل هذه المناقشات مفيدة للعلم. مهما كانت النتائج ، فإن محاولة اكتشافها ستساعدنا على تحسين تقنياتنا لدراسة الكون. كنا نسمي هذا الفوز الصافي.

تم نشر البحث في الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.