المجرة المظلمة الغامضة لا تصدر أي ضوء مرئي

المجرة المظلمة الغامضة لا تصدر أي ضوء مرئي

مصر: ايهاب محمد زايد

تتألق معظم المجرات ، مثل NGCC4414 ، عبر الطيف. تبقى المجرات المظلمة في الظل. (AURA / STScI / NASA / المجال العام)

تأتي المجرات بأشكال وأحجام مختلفة ، لكن المكونات الأساسية تبدو متسقة إلى حد ما. عادة ما يكون هناك ثقب أسود كبير في المركز ، ومجموعة من النجوم والغازات ، وكمية كبيرة من المادة المظلمة التي تساعد على لصق كل شيء معًا.

في حين أن المادة المظلمة ، حسناً ، مظلمة ، تبرز النجوم ، والغاز ، واللب الدوامي للمواد الساخنة مع الجمال المشع للمدينة في الليل.

ومع ذلك ، فإن إحدى المجرات القزمة المكتشفة حديثًا والتي تقع على بعد 94 مليون سنة ضوئية تتحدى التوقعات. اسمه FAST J0139 + 4328 ، ولا ينبعث منه أي ضوء بصري. في الواقع ، بالكاد ينبعث منها أي ضوء على الإطلاق.

يبدو أن FAST J0139 + 4328 هو ما يُعرف بالمجرة المظلمة. بصرف النظر عن القليل من النجوم المتناثرة ، يبدو أن المجرة تتكون بالكامل تقريبًا من مادة مظلمة. تم قبول ورقة تصف الاكتشاف للنشر في مجلة Astrophysical Journal Letters ، وهي متاحة على خادم ما قبل الطباعة arXiv.

كتب فريق من علماء الفلك بقيادة Jin-Long Xu من الأكاديمية الصينية للعلوم في بكين: “تقدم هذه النتائج دليلًا على الملاحظة على أن FAST J0139 + 4328 هي مجرة ​​قزمة داكنة معزولة”. “هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها اكتشاف مجرة ​​مظلمة معزولة في الكون القريب.”

تعتبر المادة المظلمة حاليًا التفسير الرئيسي للتناقض الغريب بين كمية المادة العادية أو الباريونية التي لوحظت في زوايا الكون وقوة الجاذبية المطلوبة لتماسكها معًا. ببساطة ، لا توجد مادة باريونية كافية لتفسير كل الجاذبية. تدور المجرات بسرعة كبيرة بحيث يجب أن تتباعد عن بعضها دون أن يربطها شيء آخر ببعضها البعض.

كل ما هو مسؤول عن هذه الجاذبية الزائدة يبقى بعيد المنال. لا يبدو أنه يتفاعل مع المادة العادية بأي طريقة بخلاف الجاذبية ؛ ولا يصدر أي شكل من أشكال الإشعاع يمكننا اكتشافه حاليًا. نحن ببساطة لا نستطيع رؤية مصدر هذه الكتلة الزائدة. ومع ذلك ، فإن تخصيص مساحة لنوع من المواد غير المعروفة يقطع شوطًا طويلاً نحو حل المشكلات التي نلاحظها.

ومع ذلك ، فإن نظرية المادة المظلمة ليست مثالية أيضًا. تتمثل إحدى المشكلات في التناقض بين محاكاة توزيع المادة المظلمة في الكون وعدد المجرات القزمة التي نراها تدور حول مجرات أكبر. هناك عدد من المجرات القزمة أقل بكثير مما توحي به المحاكاة. يُعرف هذا بمشكلة المجرة القزمة.

من الممكن أننا ببساطة غير قادرين على اكتشاف بعض أنواع المجرات القزمية ، مثل تلك التي تحتوي على عدد قليل جدًا من النجوم ، والتي تتكون أساسًا من الغاز والمادة المظلمة. العثور على ما يكفي منها سيساعد في حل النقص الكامل في المجرات القزمة.

تم التعرف على بعض المجرات المظلمة المرشحة ، لكنها قريبة جدًا من الهياكل الأخرى ، مما يجعل من الصعب تمييزها عن كتل الحطام التي انفصلت عنها قوى الجاذبية الأقوى.

إن المجرة المظلمة المرشحة المثالية تنجرف من تلقاء نفسها ، معزولة في الفضاء ، حيث لا يمكن أن يخطئ أحد في هويتها.

للبحث عن مثل هذه المجرة ، استخدم شو وزملاؤه التلسكوب الراديوي الكروي ذو الفتحة البالغة خمسمائة متر (FAST) في الصين. لقد استخدموا التلسكوب أثناء وجود فجوات في جدول المراقبة الخاص به كمشروع “حشو” لإجراء بحث عن انبعاث الراديو لغيوم كبيرة من غاز الهيدروجين الذري المحايد (HI) في الفضاء بين المجرات ، بحثًا عن ميزات تتوافق مع المجرة.

وقد حصلوا على نجاح: الموجات الراديوية المنبعثة من سحابة تبلغ مساحتها 94 مليون سنة ضوئية كانت متسقة مع مجرة ​​ذات قرص دوار ، دون الضوء البصري المتوقع من واحدة. كشفت ملاحظات المتابعة بالأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية عن وجود تناثر خافت للنجوم.

جميعًا ، سمحت البيانات للباحثين بتحديد خصائص المجرة ، والتي أطلقوا عليها اسم FAST J0139 + 4328.

وفقًا لحسابات الفريق ، فإن للمجرة حدًا أعلى يبلغ 690 ألف كتلة شمسية من النجوم – وتحتوي على ما يعادل 83 مليون كتلة شمسية من HI. تبلغ الكتلة الباريونية الإجمالية لساعات المجرة حوالي 110 مليون كتلة شمسية.

هذا ، مع ذلك ، مجرد قطرة في دلو من الكتلة الكلية للمجرة. كان الفريق قادرًا على حساب سرعة دوران FAST J0139 + 4328 ، ومن ذلك إجمالي كتلته ، والتي جاءت عند 5.1 مليار كتلة شمسية. هذا يعني أن المجرة تتكون من حوالي 98 بالمائة من المادة المظلمة.

من المتوقع أن يحاول علماء آخرون تأكيد طبيعة الكائن. في هذه الحالة ، قد يكون الأمر مختلفًا ، كما حدث مع مجرة ​​تسمى Dragonfly 44. في عام 2016 ، تبين أن المجرة تتكون من 99.99٪ من المادة المظلمة. ومع ذلك ، بعد أربع سنوات ، قرر علماء الفلك أن دراجونفلاي 44 لم يكن شاذًا جدًا.

ولكن إذا تم التحقق من صحتها على أنها مجرة ​​مظلمة ، فستحتوي FAST J0139 + 4328 على بعض الأشياء المثيرة جدًا لتخبرنا عن الكون من حولنا.

كتب الباحثون: “هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها اكتشاف مجرة ​​داكنة معزولة غنية بالغاز في الكون القريب”.

“بالإضافة إلى ذلك ، يُفترض أن تتكون المجرة من الغاز ، الذي يبرد ويتحول إلى نجوم في مركز هالة. FAST J0139 + 4328 به قرص دوار من الغاز وتهيمن عليه المادة المظلمة ، ولكنها خالية من النجوم ، مما يعني أن هذا قد تكون المجرة المظلمة في المرحلة الأولى من تكوين المجرة “.

تم قبول البحث في مجلة The Astrophysical Journal Letters ، وهو متاح على موقع arXiv