علماء الفلك يحلون لغز مجرة تحتوي على 99.99٪ مادة مظلمة

أعاد باحثون دراسة Dragonfly 44، المجرة الخافتة التي عُثر عليها في 2016 على أنها تتكون من 99.99% من المادة المظلمة، عن كثب مع الكشف عن نسبة أقل لكنها أكثر طبيعية من المادة المظلمة. وقال الباحثون إن هذا يعني أنه لا يتعين علينا مراجعة نماذجنا لتشكيل المجرات، لمحاولة اكتشاف كيف يمكن أن ينتجوا مثل هذا الانحراف الشديد - كل شيء يجري بشكل طبيعي تماما.وقال عالم الفلك تيمور سيفولاهي، من معهد Kapteyn الفلكي في هولندا: "Dragonfly 44 كانت حالة شاذة طوال هذه السنوات لا يمكن تفسيرها بنماذج تشكيل المجرات الحالية. نحن نعلم الآن أن النتائج السابقة كانت خاطئة وأن DF44 ليست استثنائية".

ولا يمكن اكتشاف المادة المظلمة مباشرة، لأنها لا تمتص أو تعكس أو ينبعث منها أي إشعاع كهرومغناطيسي. ولكن، بناء على الطريقة التي تتحرك بها بعض الأشياء بسبب الجاذبية - دوران المجرات، والطريقة التي ينحني بها مسار الضوء - يمكننا معرفة مقدار الكتلة الموجودة في المجرات. وهناك كتلة أكبر مما يمكن حسابه في تعداد المادة العادية التي يمكن اكتشافها.ونسمي الكتلة المفقودة بالمادة المظلمة. ووفقا لقياسات متعددة، ما يقرب من 85% من المادة في الكون مظلمة، على الرغم من أن النسب في المجرات تختلف باختلاف النوع. وهي عنصر أساسي في أفضل نماذج تشكيل المجرات لدينا. ويُعتقد أن شبكة المادة المظلمة يمكن أن توجه المادة إلى المجرات في بدايات الكون.

وتأتي Dragonfly 44، التي تقع على بعد نحو 330 مليون سنة ضوئية في مجموعة الغيبوبة من المجرات، من النوع المعروف باسم المجرة فائقة الانتشار، وهي أقل سطوعا بكثير من درب التبانة.وقام علماء الفلك بقيادة عالم الفلك بيتر فان دوكوم من جامعة ييل، بحساب عدد العناقيد الكروية حول DF44، مجموعات كروية كثيفة من النجوم تدور حول مركز المجرة.ونظرا 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 تقريبا مثل كتلة مجرة درب التبانة.

وبالنظر إلى العدد المنخفض للنجوم في DF44، فإن هذا يعني أن المجرة تتكون بالكامل تقريبا من مادة مظلمة، ما يجعلها متطرفة للغاية. وهكذا، أجرى سيفولاهي وفريقه إعادة فرز للكتل الكروية، باستخدام بيانات مراقبة تلسكوب هابل الفضائي نفسها، مثل الدراسة السابقة. وطبقوا معلمات صارمة لتحديد المجموعات الكروية المرتبطة بـ DF44، وفي النهاية خرجوا برقم أقل بكثير.وقال عالم الفيزياء الفلكية إغناسيو تروجيلو، من Instituto de Astrofísica de Canarias في جزر الكناري: "علاوة على ذلك، مع عدد العناقيد الكروية التي وجدناها، فإن كمية المادة المظلمة في Dragonfly 44 تتفق مع ما هو متوقع لهذا النوع من المجرات. لم تعد نسبة المادة المرئية إلى المادة المظلمة 1 في 10000 ولكنها واحدة من 300".

وهذه ليست أول مواجهة لتروجيلو مع المجرات فائقة الانتشار ذات المحتوى الشاذ للمادة المظلمة. وفي العام الماضي، وجد أن مجرتين من هذه المجرات تسمى DF2 وDF4، وجدتا سابقا (أيضا بواسطة van Dokkum وزملائه) وتحتويان على القليل من المادة المظلمة أو لا تحتويان على مادة مظلمة، كانت أيضا طبيعية على الأرجح. وقال عالم الفيزياء الفلكية مايكل بيسلي، من معهد أستروفيسيكا دي كناراس: "يُظهر عملنا أن هذه المجرة ليست مفردة جدا ولا غير متوقعة. وبهذه الطريقة يمكن لنماذج تشكل المجرات تفسيرها دون الحاجة إلى تعديل".ومع ذلك، فإن مثل هذه المناقشات مفيدة للعلم. ومهما كانت النتائج، فإن محاولة اكتشافها ستساعدنا على تحسين تقنياتنا لدراسة الكون.ونُشر البحث في الإخطارات الشهرية للجمعية الملكية الفلكية (Royal Astronomical Society)

قد يهمك أيضًا:

دراسة حديثه تثبت صدق تنبؤات الراحل "ستيفن هوكينغ"

عدسات الجاذبية تساعد العلماء على رصد دوران الثقوب السوداء