قد تكون هذه المجرة البعيدة خالية تمامًا من المادة المظلمة

بالعربي/ مجرة بدون مادة مظلمة ستقلب النظريات الأساسية حول تكوين المجرات.

على السطح ، تبدو مجرة ​​على بعد 250 مليون سنة ضوئية من الأرض مثل أي مجرة ​​أخرى ، لكن نظرة أعمق تكشف عن غرابة محيرة: يبدو أنها لا تحتوي على مادة مظلمة. 

إذا تم التأكد في النهاية من خلو هذه المجرات من المادة المظلمة ، فقد يؤدي ذلك إلى قلب النظريات الأساسية حول تكوين المجرات (تعتبر المادة المظلمة ضرورية لهذه العملية). وهذا بدوره يمكن أن يستبعد مرشحًا رئيسيًا للمادة الغامضة ، والتي تسمى المادة المظلمة الباردة. 

قال بافيل مانسيرا بينيا ، مرشح الدكتوراه في علم الفلك بجامعة جرونينجن في هولندا وعالم الفلك في أسترون (المعهد الهولندي لعلم الفلك الراديوي): “من حيث المبدأ ، لا ينبغي أن توجد مثل هذه المجرات” ، في إشارة إلى حقيقة أن يُعتقد أن المادة المظلمة هي الصمغ الذي يربط نجوم المجرة والغاز والغبار معًا. قال مانسيرا بينيا ، المؤلف الرئيسي لورقة بحثية جديدة تصف النتائج: “لا يمكننا شرحها بشكل فعال بأي نظرية موجودة”. 

المجرة المسماة AGC 114905 هي مجرة ​​شديدة الصلابة (UDG) . هذه المجرات خافتة. AGC 114905 هو نفس حجم مجرة درب التبانة تقريبًا ولكنه يحتوي على نجوم أقل 1000 مرة. 

عندما نظر مانسيرا بينيا وزملاؤه لأول مرة إلى AGC 114905 في عام 2019 ، اشتبهوا في أنه قد لا يحتوي على مادة مظلمة بسبب سرعة دورانها. تكشف السرعة التي تدور بها المجرة عن مقدار الأشياء التي تحتويها ؛ كلما زادت كتلة المجرة ، زادت قوة جاذبيتها وزادت سرعة دورانها. من خلال مقارنة السرعة بكمية الأشياء التي يمكن رؤيتها – كمية النجوم والغاز والغبار – يمكن لعلماء الفلك العمل للخلف لمعرفة مقدار الأشياء غير المرئية الإضافية – المادة المظلمة – التي يجب أن تكون موجودة لحساب سرعة المجرة. 

ولكن نظرًا لأن المجرة المعنية باهتة جدًا ، لم يكن لديهم بيانات كافية في البداية لحل سرعة الدوران بشكل كامل لمعرفة ما إذا كانت خالية تمامًا من المادة المظلمة. لذلك عادوا لإلقاء نظرة ثانية ، وقاموا بتجميع 40 ساعة من الملاحظات باستخدام مصفوفة كبيرة جدًا ، وهي مرصد راديو في نيو مكسيكو. 

من خلال ملاحظاتهم ، التي رسمت خريطة الغاز في المجرة ، اكتشف الفلكيون مدى سرعة تحرك الغاز. سمح لهم ذلك بمعرفة سرعة دوران المجرة وبالتالي مقدار المادة المظلمة الموجودة في المجرة. لكن في النهاية ، خلص الباحثون إلى أنه لا يبدو أن هناك مجالًا للمادة المظلمة. 

قال مانسيرا بينيا: “هذا ما كنا نتوقعه بالطبع ، لكنك لا تعرف أبدًا”. “كانت لا تزال مفاجأة بعض الشيء.”

المادة المظلمة المفقودة

في الماضي ، اكتشف علماء الفلك بعض UDGs الغنية بالمادة المظلمة والبعض الآخر يفتقر إليها ، حسبما ذكرت Live Science سابقًا . تم العثور على بعض الأنواع الأخيرة بالقرب من المجرات الأكثر ضخامة. يشير هذا الاكتشاف إلى أنهم ربما فقدوا مادتهم المظلمة من خلال التفاعلات مع مجراتهم القريبة الأكبر حجمًا ، والتي ربما تكون جاذبيتها قد أبعدت المادة المظلمة للمجرات الصغيرة بعيدًا. قال مانسيرا بينيا إنه بالنظر إلى أن AGC 114905 لا يحتوي على أي مجرات ضخمة قريبة ، فإن هذا التفسير غير مرجح.

يشكل هذا تحديًا لنظريات تكوين المجرات ، لأنه يُعتقد أن المادة المظلمة ضرورية لتكوينها ، حيث تساعد جاذبيتها في سحب المواد الطبيعية النادرة نسبيًا معًا. إذا كانت هناك مجرات لا تحتوي على مادة مظلمة ، فهذا يعني أنه قد لا تكون هناك حاجة للمادة المظلمة لتشكيل المجرات. 

تمنح دراسة AGC 114905 علماء الفلك طريقة جديدة لاختبار طبيعة المادة المظلمة. تعتمد النظريات الحالية لتشكيل المجرات على نوع خاص من المادة المظلمة يسمى المادة المظلمة الباردة ، ولكن إذا لم تفسر هذه النظريات المجرات الغريبة مثل AGC 114905 ، فربما لا تكون المادة المظلمة الباردة قابلة للتطبيق أيضًا. 

قال مانسيرا بينيا: “كنا نحاول فهم ماهية المادة المظلمة على مدار الخمسين عامًا الماضية ، لكن يبدو أننا وصلنا إلى طريق مسدود نوعًا ما”. من خلال الدراسة الدقيقة لهذه المجرة وغيرها من مثلها ، قد يتمكن علماء الفلك من وضع قيود على شكل المادة المظلمة ، إذا لم تكن مادة مظلمة باردة. في هذه الدراسة ، طبق الباحثون أيضًا نماذج نظرية بديلة للمادة المظلمة تسمى الديناميكيات النيوتونية المعدلة ، أو MOND ، لمعرفة ما إذا كان ذلك يمكن أن يفسر الخصائص الفريدة للمجرة. ومع ذلك ، لم تكن هذه النظرية قادرة على التوفيق بين سرعة المجرة أيضًا. 

قال بيتر فان دوكوم ، عالم الفلك في جامعة ييل الذي درس UDGs التي تفتقر إلى المادة المظلمة ولكنه لم يشارك في العمل الجديد ، إنه يعتقد أن النتائج الجديدة واعدة وذات مغزى ، ولكن هناك حاجة إلى مزيد من البحث لعلماء الفلك للتأكد من المجرة. خالٍ من المادة المظلمة حقًا.

قال فان دوكوم: “سيكون هناك الكثير من النقاش”. “المطالبات غير العادية تتطلب أدلة غير عادية”.

يخطط مؤلفو الدراسة لدراسة AGC 114905 بشكل أكبر وجمع ملاحظات UDGs الأخرى التي قد تكون خالية من المادة المظلمة. 

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com