اكتشاف جسم مظلم غامض في مجرة بعيدة – علم الفلك

علماء الفلك يكتشفون جسمًا مظلمًا غامضًا في مجرة بعيدة

يُعتقد أن المادة المظلمة تشكل أكثر من 80 في المئة من جميع المادة في الكون، لكن ما هي في الواقع لا يزال لغزًا.

اكتشاف جديد

الآن، وجد علماء الفلك شيئًا يمنحنا دليلًا كبيرًا.

في دراستين جديدتين نُشرتا في Nature Astronomy وMonthly Notices of the Royal Astronomical Society، يعلن العلماء أنهم عثروا على جسم منخفض الكتلة في الأطراف القديمة للكون من خلال فحص التشوهات الجاذبية في ضوء مجرة أكبر بكثير.

أقل جسم كتلة تم اكتشافه

يدعي الباحثون أن هذا الشيء هو أقل جسم كتلة تم اكتشافه باستخدام هذه التقنية، المعروفة باسم العدسة الجاذبية.

قال كريس فاسنخت، عالم الفلك في جامعة كاليفورنيا، ديفيس، ومؤلف مشارك في دراسة Nature Astronomy: “إنه إنجاز مثير للاكتشاف مثل هذا الجسم منخفض الكتلة على مسافة كبيرة منا. إن العثور على أجسام منخفضة الكتلة مثل هذا أمر حاسم لفهم طبيعة المادة المظلمة.”

خصائص الجسم المكتشف

على الرغم من تلك الأبعاد المذهلة، إلا أن هذا الجسم يزن أكثر من مليون كتلة شمسية، مما يعني أكثر من مليون مرة وزن الشمس. ويقع على بعد حوالي 10 مليارات سنة ضوئية، مما يعني أننا نراه عندما كان عمر الكون 6.5 مليار سنة فقط، أو أقل من نصف عمره الحالي.

على الرغم من تلك الأبعاد المذهلة، إلا أن هذا هو أقل جسم كتلة تم اكتشافه باستخدام العدسة الجاذبية، وفقًا للمؤلفين – بفارق مثير للإعجاب يبلغ حوالي 100.

تقنيات الرصد المستخدمة

لكشف الجسم، قام الباحثون بجمع ملاحظات من تلسكوبات راديوية حول العالم، بما في ذلك Very Long Baseline Array (VLBA) في هاواي، وEuropean Very Long Baseline Interferometric Network (EVN) في أوروبا، لإنشاء “تلسكوب عملاق بحجم الأرض”، كما وصفه الباحثون. ثم كان عليهم تطوير خوارزميات مخصصة لكشف الجسم في كميات البيانات التي تم الحصول عليها.

نظرية المادة المظلمة

نظرًا لأن المادة المظلمة غير مرئية، لا يمكننا ملاحظتها بشكل مباشر. لكن يمكننا ملاحظة تأثير جاذبيتها على الأجسام الأخرى. ويُعتقد أن تأثيرها الجاذبي هو عنصر أساسي في وجود أكبر الهياكل في الكون، حيث تسحب المادة العادية حول “الهالات”، أو كتل منها، لتشكيل المجرات وربما النجوم.

هذه هي النظرية السائدة، على أي حال، الموصوفة في الإطار الكوني الرائد، نموذج lambda CDM – حيث تشير CDM إلى “المادة المظلمة الباردة”. بينما هناك العديد من المرشحين للمادة المظلمة، تركز الكثير من النقاشات على ما إذا كانت المادة المظلمة ساخنة أم باردة. ستكون المادة المظلمة الساخنة مصنوعة من جزيئات أخف وأسرع، بينما ستكون الباردة مصنوعة من جزيئات أثقل وأبطأ. إذا كانت باردة وبطيئة، فستكون أيضًا “كتلية”، تتجمع في هالات بدلاً من أن تكون موزعة بشكل سلس عبر الكون.

استنتاجات العلماء

يقول ديفون باول في معهد ماكس بلانك لفيزياء الفضاء، المؤلف الرئيسي لورقة Nature: “اكتشاف هذا الجسم المظلم الجديد يتماشى مع ما يسمى بنظرية ‘المادة المظلمة الباردة’ التي يعتمد عليها الكثير من فهمنا لكيفية تشكيل المجرات”. إذا كانت المادة المظلمة بالفعل كتلية، فيجب أن نكون قادرين على رصد هالات بأحجام مختلفة في جميع أنحاء الكون.

“بعد أن وجدنا واحدة،” أضاف باول، “السؤال الآن هو ما إذا كنا نستطيع العثور على المزيد وما إذا كانت أعدادها ستظل متوافقة مع النماذج.”

ومع ذلك، لا يزال هناك بعض الضوء الذي يجب تسليط عليه حول هذا الجسم المظلم. لم يؤكد العلماء بعد ما هو، ولكن التفسير المفضل هو أنه هالة من المادة المظلمة، لكنه قد يكون أيضًا مجرة قزمة غير نشطة ولكن فائقة الكثافة. ومع ذلك، فإن رؤيته على الإطلاق هو إنجاز في حد ذاته. “القياس الدقيق لكتلته وحجمه وموقعه غير مسبوق لجسم في هذا النطاق الكتلي على هذه المسافة”، كتب المؤلفون في دراسة Nature.

المزيد عن الفيزياء الفلكية: يبدو أن تلسكوب جيمس ويب قد رصد “نجمة مظلمة” مدفوعة بالمادة المظلمة، كما تدعي ورقة بحثية.