ظل العلماء يراقبون منطقة الأشباح هذه لمدة 40 ساعة ولم يتمكنوا من العثور على أي أجسام مظلمة

أدى اكتشاف جديد إلى تعميق لغز المجرة المادة المظلمة.

في المجرة AGC 114905 ، على بعد 250 مليون سنة ضوئية ، لم يتمكن علماء الفلك من العثور على الجسم الغامض بعد 40 ساعة من المراقبة المكثفة والتحليل اللاحق.

سيتم نشر النتائج الإعلانات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية ومتاح على خادم النسخة المطبوعة arXiv، على الرغم من أن المجرات ضرورية لنماذج تطور المجرات ، إلا أنها تعزز سبب الغياب الغامض للمادة المظلمة.

“هذا بالطبع ما فكرنا به ونتوقعه لأنه يؤكد قياساتنا السابقة”. قال عالم الفلك بافيل مانزيرا بينا جامعة جرونينجن وأسترون في هولندا.

“لكن المشكلة الآن هي أن النظرية تتنبأ بوجوب وجود مادة مظلمة في AGC 114905 ، لكن ملاحظاتنا تقول لا. في الواقع ، الفرق بين النظرية والملاحظة آخذ في الاتساع.”

المادة المظلمة هي واحدة من أعظم ألغاز الكون. لا نعرف ماهيته لأننا لا نستطيع اكتشافه مباشرة ، لكننا نعلم أن هناك كتلًا معينة في الكون يمكن أن يكون لها تأثيرات متنوعة لا يمكن تفسيرها بالمادة العادية وحدها.

النجوم ، على سبيل المثال ، تدور حول مجراتها بسرعة أكبر مما يفسره مجال الجاذبية للمادة العادية. تختلف الطريقة التي ينتقل بها الضوء عبر حقول الجاذبية الهائلة في الفضاء بين المجرات.

يعتقد علماء الفلك أن المادة المظلمة تساعد في تكوين المجرات. هناك شبكة من المادة المظلمة غير مرئية في الكون ، وجاذبية الجاذبية التي تخلقها تساعد المادة العادية على الالتحام معًا في المجرات. أيضًا ، وفقًا لنماذجنا ، تساعد المادة المظلمة هذه المجرات على البقاء معًا – وهو نوع من عامل الارتباط الكوني.

ولكن على عكس ما نعتقد أن الكون موجود ، اكتشف علماء الفلك في السنوات الأخيرة أدلة على المجرات التي لا تحتوي على مادة مظلمة. وهكذا ، عندما اكتشفت مونسيرا بينا وزملاؤها ست مجرات لا تحتوي على مادة مظلمة ، على حد وصفهم 2019 ورقة، قرروا البحث عن كثب.

AGC 114905 هو ما نسميه المجرة القزمة فائقة الانتشار. إنه بحجم مجرة ​​درب التبانة ، ولكنه أقل لمعانًا ونجومًا أقل – حوالي ألف مرة أصغر. نظرًا لأنها تحتوي على القليل جدًا من المادة العادية ، يُعتقد أن هذه المجرات يجب أن ترتبط ببعضها البعض بواسطة مادة مظلمة.

لذلك ، لاحظ الباحثون بدقة AGC 114905 باستخدام أكبر مجموعة من المنظمات غير الحكومية في نيو مكسيكو ، وحصلوا على ما مجموعه 40 ساعة من بيانات التتبع بدقة مكانية عالية. بعد ذلك ، رسموا بعناية مدار المجرة – السرعات المدارية للأجسام في AGC 114905 ، متوقعة مقابل المسافة التي تفصلهم عن مركز المجرة.

هذه إحدى أكثر الطرق شيوعًا لحساب كمية المادة المظلمة في المجرة: يمكن تفسير الأجسام سريعة الدوران جدًا بإضافة المادة المظلمة ، ويؤثر مقدار المادة المظلمة على السرعة المدارية الإضافية.

لكن منحنى الدوران لـ AGC 114905 لا يتطلب وجود المادة المظلمة. يمكن تفسيره بسهولة بحجم الجسم العادي. هذا يعني أن كمية المادة المظلمة في المجرة صغيرة جدًا.

كما أنه يكشف عن طعم المخلل لأن أيا من تفسيرات عدم تطابق المادة السوداء. على سبيل المثال ، إذا تمت إزالة المجرة الضخمة القريبة AGC 114905 من مادتها المظلمة ، فإن مجرة ​​أخرى منتشرة على نطاق واسع لن تكون مادة مظلمة ، لكانت تبدو كما لو تم اكتشافها في DF4.

“لكن لا أحد” قال مانشيرا بينا. “وفي أكثر تشكيلات المجرات شهرة ، يتعين علينا تقديم قيم معلمات متطرفة تتجاوز النطاق المعتاد ، يسمى نموذج المادة المظلمة الباردة. أيضًا ، مع ديناميكيات نيوتن المعدلة ، فإن النظرية البديلة للمادة المظلمة الباردة هي أنه لا يمكننا إعادة تكوين حركات الغازات داخل المجرة. “

في حالة وجود جسم مظلم كبير بشكل غير طبيعي في مجرات أخرى ، فقد نكون قد أخطأنا في تقدير المسافة. وقال الباحثون إن المسافة إلى AGC 114905 يتم التحكم فيها بشكل جيد.

يتفق الباحثون على أن زاوية المراقبة المقدرة قد تكون معطلة ؛ هذا ما يفسر النقص الواضح في المادة المظلمة. لكنهم قالوا إنه يجب إيقاف ذلك عند اختلاف كبير.

بالإضافة إلى ذلك ، من دراساتهم الأولية ، أظهرت جميع المجرات الست سلوكًا مشابهًا في مجموعة من الميول المختلفة. وقالوا إن هذا يشير إلى أن هذا السلوك ليس نتيجة خطأ رسمي. إنهم يجرون حاليًا متابعة مكثفة للمجرة الثانية فائقة الانتشار ويحاولون الوصول إلى قاعدتها.

إذا تم تأكيدها ، يمكن أن يكون لنتائجهم آثار مثيرة للاهتمام للغاية لفهمنا لتطور المجرات.

“لقد عززنا ووضحنا الاستنتاجات السابقة حول الطبيعة والميكانيكا المذهلة للمجرات الغازية فائقة الانتشار. ومع ذلك ، فإن أصلها ومساراتها التطورية الدقيقة غالبًا ما تكون لغزًا.” كتب الباحثون في ورقتهم.

يُظهر العمل الحالي أن المجرات الغازية فائقة الانتشار هي مجموعة واعدة لدراسة المادة المظلمة لأنها يمكن أن توفر أدلة إرشادية لفهم طبيعتها “.

هو أن تظهر في دراسة الإعلانات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية واحصل على arXiv.