في سلسلة مكونة من اثنتي عشرة مجرة صغيرة معلقة في السماء مثل صف من الأضواء الكونية الخيالية، اكتشف علماء الفلك مجرة شبحية صغيرة لا تحتوي على أي شيء. المادة المظلمة. يقدم الاكتشاف النادر دليلاً إضافيًا على ذلك الاصطدامات المجرية العنيفة يمكن أن يطرد هذه المادة غير المرئية من المادة المرئية.
المادة المظلمة تتصرف مثل الغراء الكونيتتراكم في “الهالات” التي تتشكل فيها المجرات. فهو يشكل حوالي 85% من مجمل المادة في الكون، مما يعني أن جميع النجوم والأجرام السماوية الأخرى التي نراها تمثل جزءًا صغيرًا من كتلة الكون. وكعالم فلكي فيرا روبن يبدو أن المادة المظلمة، على الرغم من طبيعتها غير المرئية، ضرورية لتفسير الحركة الظاهرة للنجوم حول مراكزها المجرية.
ومع ذلك، في دراسة نشرت في 16 يونيو مجلة الفيزياء الفلكيةأفاد علماء الفلك أن مجرة قزمة تسمى DF9 قد تكون خالية من المادة المظلمة، لتنضم إلى اثنين من المجرات القزمة الأخرى الخالية من المادة المظلمة (DF2 و DF4) التي تم اكتشافها سابقًا في نفس السلسلة من المجرات الصغيرة الباهتة.
أحدث مقاطع الفيديو منالعلوم الحية
“الجانب الأكثر إثارة للدهشة هو أن هذا الاكتشاف يشير إلى أن سلسلة كاملة من المجرات بما في ذلك DF2 و DF4 و DF9 تشكلت معًا في حدث شديد أدى إلى إنتاج مجرات لا تشبه أي مجرات رأيناها من قبل – وهي الأولى من نوعها.” مايكل كيمأخبر عالم الفيزياء الفلكية في كلية الدراسات العليا للفنون والعلوم بجامعة ييل والمؤلف الأول للدراسة موقع Live Science عبر البريد الإلكتروني. “ونتيجة لذلك، لديهم مظهر شبحي، ومجموعات لامعة من النجوم، ونقص في المادة المظلمة.”
بعد أثر من فتات المجرة
لدراسة DF9، استخدم الباحثون جهاز Keck Cosmic Web Imager الموجود في مرصد WM Keck الموجود أعلى بركان Mauna Kea الخامل في هاواي. وتقع المجرة القزمة ضمن مسار طويل من عشرات المجرات الصغيرة والمنتشرة في حقل NGC 1052، على بعد حوالي 70 سنة ضوئية من الأرض.
لحساب كتلة DF9، قام الباحثون بقياس حركة نجومه من خلال تحليل التغيرات في أطوالها الموجية. وكشف التحليل أن DF9 لديه كتلة ضئيلة تبلغ حوالي 100 مليون شمس، وهو ما يتوافق مع كتلته المرئية في النجوم. وقال الباحثون في تقرير نشره موقع “نيوزويك” إنه إذا احتوى على الكمية المتوقعة من المادة المظلمة، فسيكون أثقل بشكل كبير، ويؤوي كتلة تزيد عن 10 مليارات شمس. إفادة.
وكما تم الكشف عنه خلال العقد الماضي، يبدو أيضًا أن اثنين على الأقل من أشقاء المجرة القريبة من DF9 يفتقران إلى المادة المظلمة.
احصل على الاكتشافات الأكثر روعة في العالم والتي يتم تسليمها مباشرة إلى صندوق الوارد الخاص بك.
فيديو يظهر الاصطدام المجري الذي نتج عنه هذه السلسلة من المجرات القزمة.
(مصدر الصورة: فيديو من مرصد دبليو إم كيك / آدم ماكارينكو)
وكتب الباحثون في الورقة البحثية: “إذا كانت DF2 وDF4 وDF9 هي المجرات الوحيدة المعروفة، فلن يستنتج المرء أن هناك أي حاجة للمادة المظلمة”. لا تُظهر هذه المجرات الثلاث تناقضًا في الكتلة بناءً على مادتها المرئية وغير المرئية؛ كتلتها، التي تحددها حركة الجاذبية لنجومها، تطابق كتلتها المقاسة بالضوء المنبعث من هذه النجوم نفسها.
ولكن هذا لا يكاد يكون نموذجيا بين معظم المجرات التي تم رصدها، وخاصة الأصغر منها. وعلى عكس ما هو متوقع، غالبًا ما تحتوي المجرات القزمة منخفضة الكتلة مثل هذه على أعلى نسبة من المادة المظلمة. نظرًا لأنها ليست ضخمة، فإن سرعات الهروب لديها أقل، مما يسمح بذلك المستعرات الأعظم وغيرها “آليات ردود الفعل،” يحب رياح الثقب الأسود الشديدة، لإخراج الغاز بسهولة أكبر. وقال الباحثون إن هذا الطرد الجماعي يؤدي عادة إلى ظهور هالات من المادة المظلمة حول المجرات التي تبلغ كتلتها 100 مرة أكبر من جميع نجوم المجرة القزمة.
ويرتبط نقص المادة المظلمة بماضي عنيف
وشبه الفريق هذه المجموعة من المجرات القزمة بنسخة مصغرة من المجرات القزمة كتلة رصاصة، وتقع على بعد حوالي 4 مليارات سنة ضوئية من الأرض. يعتبر اصطدام مجموعتين من المجرات التي خلقت العنقود الرصاصي هو الحدث الأكبر الحدث الأكثر نشاطا معروف منذ الانفجار العظيميقول علماء الفلك، إن هذا المزيج الضخم هو المسؤول عن فصل غاز النظام عن مادته المظلمة.
مجموعة الرصاصة التي يراها تلسكوب شاندرا
(مصدر الصورة: (الأشعة السينية: NASA/CXC/CfA/M.Markevitch et al.؛ البصري: NASA/STScI؛ Magellan/U.Arizona/D.Clowe et al.؛ خريطة العدسات: NASA/STScI؛ ESO WFI؛ Magellan/U.Arizona/D.Clowe et al.))
تنتشر عمليات اندماج المجرات العنيفة على نطاق واسع في الفضاء، مما يشير إلى أن مثل هذه المجرات التي لا تحتوي على مادة مظلمة قد تكون أيضًا أكثر شيوعًا في جميع أنحاء الكون مما كان يُعتقد سابقًا.
وأوضح كيم عبر البريد الإلكتروني: “إن حدث Bullet Dwarf الذي يُعتقد أن DF9 قد تشكل فيه سمي على اسم مجموعة Bullet Cluster الشهيرة حيث تم فصل غاز مجموعتين كاملتين من المجرات بطريقة مشابهة لاصطدام “Bullet Dwarf”، لذلك يمكن أن يحدث هذا بالفعل على نطاقات أكبر بكثير”. “لكن الاصطدامات بين العناقيد العملاقة أقل تواترا بكثير من تصادمات المجرات الفردية.”
ومع ذلك، فإن القدرة على إلقاء نظرة على DF9 ونظيراتها المصممة بشكل خطي لا تزال تتطلب عنصر الحظ. وأضاف كيم: “إن الاصطدامات عالية السرعة نادرة إلى حد ما”. “يبعد DF9 عن الأرض 67 مليون سنة ضوئية؛ واستنادا إلى عمليات المحاكاة الكونية، نتوقع حدوث 7 تصادمات مماثلة أو نحو ذلك ضمن تلك المسافة.”
بالإضافة إلى ذلك، فإن الأجرام السماوية في حالة تغير مستمر دائمًا، لذا فإن العثور على مجرات خالية من المادة المظلمة أمر صعب لأسباب أخرى. على سبيل المثال، قد توجد في مناطق كثيفة، حيث يصعب رؤيتها من خلال الغبار والغاز وضوء النجوم المحيط بها. أو قد تندمج مع مجرات أخرى تحتوي على مادة مظلمة.
وقال الباحثون إن الفصل الغريب بين المادة المظلمة والمادة المرئية في مجرات حقل NGC 1052 يستحق المزيد من الدراسة. العثور على أي غاز متبقي من الاصطدام سيوفر “بندقية التدخين“دليل على الأصل الاصطدامي لهذه السلسلة الباهتة من المجرات.
ويجري علماء الفلك عمليات متابعة مع مراصد أخرى، بما في ذلك منشأة MOTHRA الجديدة، “عالم‘أكبر تلسكوب لجميع العدسات“، وهو قيد الإنشاء في تشيلي. وأضاف كيم أنه مع مجموعة من 1140 عدسة مقربة، “ستكون حساسية رسم خرائط الخطوط على نطاقات كبيرة – مثل حساسية المسار – على الأقل أعمق من أي منشأة أخرى”.
كيم، MA، فان دوكوم، P.، شين، Z.، دانييلي، S.، وباشا، I. (2026). مجرة ثالثة تفتقد المادة المظلمة على طول مسار من المجرات في حقل NGC 1052. مجلة الفيزياء الفلكية, 1004(2)، 210. https://doi.org/10.3847/1538-4357/ae6b8d
