اكتشف علماء الفلك مجرًة من دون المادة المظلمة للمرة الأولى

لأول مرة على الإطلاق، اكتشف فريق دولي من علماء الفلك مجرة تفتقر إلى المادة المظلمة، المادة الافتراضية والغامضة التي من المتوقع أن تفوق المادة العادية ـ ما يُكوننا وكل شيء يمكننا رؤيته في الكون ـ بنسبة خمسة إلى واحد.

هذا الاكتشاف، الذي نشر في Nature، يعتبر ضخمًا. تعتبر المادة المظلمة حاليًا أفضل تفسير لكيفية توزيع المجرات في الكون وكيفية تصرفها. إن العثور على مجرة بدون مادة مظلمة يتحدى هذا الافتراض. كنا نظن أن جميع المجرات المتكونة داخل المادة المظلمة تبدأ كنقط أو هالات، ولكن يبدو أن هناك استثناء واحدًا للقاعدة على الأقل.

وقال البروفيسور van Dokkum من جامعة Yale University told IFLScience: “إنه يخبرنا بشيء عن المادة المظلمة لا نعرفه، أي أنها قابلة للفصل عن المجرات”، وأضاف: “أينما رأينا مجرة من قبل، رأينا المادة المظلمة أيضًا”.هذا اقتراح اقتران مباشر من حيث تواجد المادة المظلمة والمجرات.إن السقالة الكاملة التي بنيت عليها البنية في الكون هي في الأساس مادة مظلمة. المجرات هي الزبد الذي يطفو على هذا البحر من المادة المظلمة.

تم التعرف على الجسم، المعروف بإسم NGC1052-DF2، كمجوعة غريبة باستخدام تلسكوب يدعى Dragonfly Telephoto Array، وهو أداة رائدة مكرسة للبحث عن الأجسام الباهتة بشكلٍ خاص.واستخدم الفريق 10 مجموعات من النجوم الساطعة لاكتشاف توزيع كتلته واكتشاف أن كتلة المجرة هي في الأساس نفس كتلة النجوم في المجرة.

تابع الفريق هذه الملاحظات مع تلسكوب هابل الفضائي الذي أظهر لهم جسمًا مذهلاً : مجرة تشبه الأشباح تقريبًا، واكتشفوا أيضاً أنه على الرغم من أن DF2 هو تقريباً نفس حجم درب التبانة (حوالي 100.000 سنة ضوئية) ، فإن عدد نجومه أقل بنحو 200 مرة من مجرتنا. تقترح التقديرات أنه يجب أن يكون هناك 400 مرة أكثر من المادة المظلمة في DF2.

“إن العثور على مجرة بدون مادة مظلمة يثير الأسئلة. لماذا هذا؟ هل لأن المادة المظلمة تتكتل بطريقة مختلفة عما ظننا في بدايات الكون؟ هل لأننا لا نفهم حقاً كيف تتصرف المادة المظلمة لهذه المجرات المنخفضة الكتلة؟ أم أن هذا مجرد كائن غريب يتشكل بطريقة نادرة بشكل لا تصدق؟ لا نعرف الأجوبة حتى الآن. “لا نعرف مدى انتشار هذا النوع من المجرات” ، يشرح الأستاذ فان دوكوم.

“ليس لدينا نظرية جيدة عن كيفية تشكيل هذا الكائن المعين. سيتعين على الناس تقديم نماذج حول كيفية إنشاء شيء كهذا لا يتضمن المادة المظلمة. الكائن هناك؛إنه ينادينا ويقول: “مرحبًا! اكتشفوني! وهذا هو عملنا”.

بينما تكثر الأسئلة، قد نحصل أيضًا على بعض الإجابات. المادة المظلمة هي النظرية المفضلة لتفسير الكون ولكنها أبعد ما تكون عن أن تكون فريدة. لقد كان هناك العديد من المقترحات، بعضها شديد الدقة، وبعضها أقل، مما يوحي بأن ما نراه من تأثير للمادة المظلمة هو في الواقع نتيجة لشيء مفقود من نماذج الجاذبية لدينا. تدعي هذه النماذج أن قوانين الجاذبية قد تكون مختلفة عند تطبيقها على مسافات أكبر الشيء الذي لا يمكننا القيام به على الأرض. إن العثور على هذه المجرة هو ضربة فظيعة لتلك المقاربات.

وقال البروفيسور فان دوكوم: “وفقًا لهذه الأنواع من النماذج، فإن توقيع المادة المظلمة المزيف هذا يرجع إلى كونه جزءًا من قانون الجاذبية.إنه شيء يجب أن تحتوي عليه كل مجرة، لذا، فإن العثور على كائن واحد لا يحتوي عليها هو مشكلة كبيرة لهذه النماذج. لأنه يبين أن آلشذوذ الذي نراه في المجرات الأخرى يشير إلى وجود المادة المظلمة. من عجيب المفارقات هنا أن حقيقة أننا لا نكتشف المادة المظلمة في هذه المجرة هي ما يدل على أنها حقيقية. إنها الجوهر.

نسبة الظلام في المادة العادية في الكون. تحتوي بعض المجرات المليئة بالمواد المظلمة على مادة مظلمة أكبر بمقدار 400 مرة من المادة العادية. — الصورة: NASA/Wu, Hahn, Wechsler/Abel, Kaehler KIPAC

الخطوة التالية هي معرفة المزيد عن هذا الشيء وتحديد ما إذا كانت مجرة فريدة أو واحدة غابت عن الحسبان بسبب ضعفها.

قال البروفيسور فان دوكوم: “أعتقد أن الصيد جارٍ الآن، لمعرفة ما إذا كان هذا كائنًا فريدًا، أو أن هناك المزيد من أمثاله. “لدينا حتى بعض المرشحين من بين العدد الصغير من المجرات التي لاحظناها. “وبعد ذلك، سنبحث في منطقة أكبر، وأنا متأكد من أن الأشخاص الآخرين سيختارون منطقة الأبحاث هذه أيضًا، فقط لمعرفة مدى شيوع هذه الأجسام”.

يمتلك الباحثون حاليًا على 23 جسمًا مرشحًا يراها تلسكوب Dragonfly، وتشير الملاحظات مع هابل إلى أن بعضها يشبهDF2. كما يحاولون الآن قياس كيفية تحرك الأشياء في تلك المجرات لمعرفة ما إذا كانوا يفتقرون إلى المادة المظلمة أيضًا. ويأملون في الحصول على بعض النتائج بحلول الخريف.

إن البحث عن المادة المظلمة هو اختيار للسرعة. من الكواشف المعقدة إلى التقنية الجديدة إلى هذه الأنواع من الملاحظات ، قد نكون على وشك كشف الطبيعة الحقيقية للجوهر الغامض.

ترجمة: شروق الخمسي

تدقيق علمي: حسام عبدالله

المصادر: 1