قد يكون هذا النوع النادر من المجرات أقل ندرة مما كان العلماء يأملون

حدد الفلكيون ما يبدو أنه ثالث مجرة معروفة تحتوي على قدر ضئيل من المادة المظلمة أو لا تحتوي عليها إطلاقا، وهو اكتشاف يزيد من تعقيد إحدى أكثر الحالات الشاذة إزعاجا في علم الكونيات الحديث. والجسم المعروف باسم DF9 ينضم إلى الشذوذين السابقين DF2 وDF4، وجميعها جزء من الترتيب الخطي نفسه من المجرات على بعد نحو 45 مليون سنة ضوئية من الأرض.

تم الاكتشاف بواسطة فريق بقيادة جامعة ييل باستخدام ملاحظات من مرصد W. M. Keck، ونُشر في دراسة بتاريخ 16 يونيو في The Astrophysical Journal. ومن خلال قياس حركات النجوم داخل DF9، قدر الباحثون الكتلة الكلية للمجرة بنحو 100 مليون ضعف كتلة الشمس. ووفقا للتقرير، يمكن تفسير هذا الرقم بالكامل بواسطة مادتها المرئية، من دون الكتلة الخفية الكبيرة التي تتوقعها النماذج القياسية عادة.

ولهذا السبب يبرز هذا الناتج. ففي الصورة السائدة لتشكل المجرات، ليست المادة المظلمة مجرد ملاحظة هامشية أو مكونا اختياريا. إنها البنية الداعمة. ويُعتقد عموما أن المجرات تتشكل داخل هالات من المادة المظلمة توفر معظم الكتلة الجاذبية. ثم تستقر المادة المرئية، مثل النجوم والغاز والغبار، داخل تلك الهالات. وإذا كانت مجرة ما تفتقر فعلا إلى المادة المظلمة، فإما أن تاريخها غير معتاد إلى حد كبير أو أن جزءا من الإطار الأوسع يحتاج إلى تنقيح.

DF9 لا تظهر كفضول معزول. تكمن أهميتها في رفاقها. فقد أثارت DF2 وDF4 بالفعل الدهشة لأنهما بدتا أيضا ناقصتين في المادة المظلمة. ومع إضافة DF9 الآن إلى البنية نفسها، يصبح من الأصعب رفض احتمال الأصل المشترك. ويصف التقرير بنية خطية تضم سبع مجرات ربما تشكلت في حدث عنيف واحد، ربما اصطدام بين مجرات.

لماذا يهم هذا أبحاث المادة المظلمة

لا تزال المادة المظلمة أحد المكونات غير المرئية المركزية للكون في علم الكونيات السائد. فهي لا تصدر الضوء ولا تمتصه بطرق يمكن للتلسكوبات رصدها مباشرة، لكن آثارها تُستدل من السلوك الجاذبي، بما في ذلك دوران المجرات، والعدسات الجاذبية، والطريقة التي تتماسك بها البنية الكونية واسعة النطاق. ويشير النص المصدر إلى أن المادة المظلمة يُقدَّر أنها تمثل نحو 85% من إجمالي كتلة الكون.

وبهذا السياق، فإن مجرة لا يظهر فيها وجود المادة المظلمة ليست مجرد حالة غير معتادة. إنها اختبار ضغط للنظرية. فإذا كانت معظم المجرات تحتاج إلى هالات من المادة المظلمة كي تتشكل، فإن وجود مجموعة مؤكدة تشكلت من دونها سيعني أن عدة قنوات تشكل قد تكون موجودة. وهذا لن يلغي نموذج المادة المظلمة، لكنه سيحد من مستوى الثقة الذي يمكن للعلماء وضعه في النماذج العامة لتجميع المجرات.

ويُقدَّم قياس DF9 على أنه مقنع بشكل خاص لأن كمية الكتلة المستنتجة من حركة النجوم تتطابق مع المادة المرئية وحدها. ووفقا للتقرير، لو كانت المادة المظلمة موجودة بالطريقة التي تفترضها التوقعات القياسية، لكانت الكتلة الكلية أكبر بنحو 100 مرة. وبدلا من ذلك، تبدو حركات النجوم متسقة مع جسم تأتي جاذبيته من المادة العادية فقط.

وسيخضع هذا الاستنتاج للتدقيق، كما حدث مع الادعاءات السابقة المتعلقة بمجرات فقيرة بالمادة المظلمة. ويمكن لتقديرات المسافة، والافتراضات الديناميكية، والقيود الرصدية أن تؤثر جميعها في حسابات الكتلة. لكن الأهمية هنا تراكمية. فوجود جسم ثالث في السلسلة الظاهرة نفسها يجعل من الأصعب اعتبار الحالات السابقة مجرد غرائب قياس فردية.

إشارة محتملة: تشكل عنيف بدلا من التجميع العادي

أكثر الدلالات إثارة للاهتمام ليست فقط أن DF9 تفتقر إلى المادة المظلمة، بل ربما أنها تشكلت عبر عملية مختلفة عن تلك التي يُعتقد أنها تبني معظم المجرات. ويشير التقرير إلى أن البنية الخطية قد تكون نتيجة اصطدام مجري عنيف. وفي هذا السيناريو، قد تتكثف المادة التي انتزعت خلال الحدث لتكوّن مجرات قزمة لا ترتبط بها مادة مظلمة أو ترتبط بها كمية قليلة جدا.

وذلك من شأنه أن يفسر لماذا تقع DF9 وDF2 وDF4 على طول البنية الأكبر نفسها. كما سيجعل هذه المجرات مختبرات مفيدة. فإذا تشكلت عبر حدث متطرف، فقد يتمكن الفلكيون من مقارنتها مع المجرات القزمة الأكثر تقليدية، وفصل الخصائص المجرية التي تعتمد على هالات المادة المظلمة عن تلك التي يمكن أن تنشأ من المادة الباريونية وحدها.

هناك أيضا قيمة استراتيجية أوسع. فغالبا ما يتقدم بحث المادة المظلمة عبر دراسة الأماكن التي تعمل فيها النظرية جيدا والأماكن التي تتعثر فيها. والمجرات التي تبدو وكأنها تفتقر إلى المادة المظلمة ذات قيمة تحديدا لأنها مزعجة للنماذج. وإذا كانت حقيقية ويمكن إعادة بناء أصلها، فإنها تقدم طريقة لاختبار مدى متانة نماذج التشكل الحالية تحت ظروف غير معتادة.

لذلك، فإن هذا الاكتشاف لا يثبت أن المادة المظلمة غائبة عن الكون، ولا ينقض عقودا من الأدلة من أنظمة أخرى. لكنه يضيق سؤالا أكثر تحديدا: في أي الظروف يمكن لمجرة أن توجد من دون مكون الكتلة المهيمن الذي تعتبره معظم النماذج ضروريا؟

ما التالي

ستكون هناك حاجة إلى مزيد من الرصد لتأكيد تقدير الكتلة، وتنقيح تاريخ البنية، وتحديد ما إذا كانت أنظمة مماثلة موجودة في أماكن أخرى. وإذا وجد الفلكيون مزيدا من المجرات مثل DF9، خصوصا في ترتيبات هندسية مرتبطة بها، فسيتقوى الحُجّة الداعمة لآلية تشكل غير مألوفة لكنها قابلة للتكرار.

حتى الآن، تبدو DF9 واحدة من أوضح الأمثلة حتى الآن على مجرة يمكن تفسير كتلتها بالمادة العادية وحدها. وهذا يجعلها أكثر من مجرد غرابة. إنها نقطة بيانات تضغط على افتراض أساسي في الفيزياء الفلكية: أن المجرات وهالات المادة المظلمة متلازمان عمليا ولا ينفصلان.

أحيانا لا تكون الاكتشافات الأهم هي التي تؤكد نظرية ما، بل تلك التي تكشف أين قد تكون غير مكتملة. DF9 لا تحسم الجدل حول المادة المظلمة. لكنها تجعل من الصعب تجاهل اللغز.

يعتمد هذا المقال على تقرير من Universe Today. اقرأ المقال الأصلي.

Originally published on universetoday.com