تم رصد النجوم وهي تزحف حول أطراف مجرة درب التبانة بشكل أبطأ مما كان متوقعا، وهي حركة بطيئة يقول العلماء إنه لا يمكن تفسيرها إلا إذا كانت خريطة مجرتنا للمادة المظلمة خاطئة.
السرعات النوعية النجوم حول حواف المجرات كانت تاريخياً هبات ميتة لوجود المادة المظلمة في تلك المجرات. وذلك لأن علماء الفلك يمكنهم قياس “منحنى دوران” المجرة، والذي يرسم السرعات المدارية للنجوم مقابل مسافاتها من مركز المجرة.
إذا لم تكن المادة المظلمة موجودة (وبالتالي تأثير الجاذبية الذي توفره)، فستبدأ النجوم في التباطؤ كلما ابتعدت عن مركز المجرة. ولكن بدلاً من ذلك، في الستينيات وأوائل السبعينيات من القرن العشرين، اكتشف علماء الفلك فيرا روبن ولاحظ كينت فورد أن منحنيات دوران المجرات كانت مسطحة. وبعبارة أخرى، فإن الحركة المدارية للنجوم لا تنخفض مع المسافة. لقد حافظوا على الوتيرة. ويعتقد العلماء أن تفسير ذلك هو أن المجرات محصورة داخل هالات من المادة المظلمة. يُعتقد أن هذه الهالات تكون أكثر كثافة في مركز المجرة؛ انها جاذبية من هذه المادة المظلمة التي تجعل النجوم تتحرك.
متعلق ب: كيف يمكن لأغاني النجوم أن تساعد في تحسين خريطة غايا الشاملة لمجرتنا
ولكن هذا هو الأمر – لأننا نجلس داخل مجرتنا، ونفتقر إلى رؤية شاملة لها، ونقيس منحنى دوران مجرتنا درب التبانة ثبت أنه أكثر صعوبة.
ما نحتاجه هو معلومات دقيقة عن المسافة حتى نتمكن من معرفة مدى بعد النجوم البعيدة عن مركز المجرة. في عام 2019، قادت آنا كريستينا إيلرز من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) فريقًا بحثيًا استخدم وكالة الفضاء الأوروبيةقياس النجوم مهمة غايا لرسم السرعات المدارية للنجوم إلى 80.000 سنة ضوئية من مركز المجرة. وكما هو متوقع، وجد الباحثون منحنى دوران مسطح مع مجرد إشارة بسيطة إلى انخفاض في السرعة للنجوم الخارجية فقط في تلك العينة.
ومع ذلك، فإن النتائج الجديدة التي تجمع بين قياسات غايا وتلك الصادرة عن APOGEE (تجربة مرصد أباتشي بوينت لتطور المجرة)، والتي تم إجراؤها على تلسكوب أرضي في نيو مكسيكو، الولايات المتحدة الأمريكية، والتي تقيس الخصائص الفيزيائية للنجوم للحكم بشكل أفضل على بعدها، قد حققت بالفعل نتائج جديدة. قام بقياس منحنى دوران مجرة درب التبانة للنجوم أبعد من أي وقت مضى، إلى حوالي 100000 سنة ضوئية.
وقالت سلاينا نجيب، الأستاذة المساعدة في الفيزياء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، في مقال: “ما فوجئنا حقًا برؤيته هو أن هذا المنحنى ظل مسطحًا، مسطحًا، مسطحًا لمسافة معينة، ثم بدأ في الانخفاض”. إفادة. “وهذا يعني أن النجوم الخارجية تدور بشكل أبطأ قليلا مما كان متوقعا، وهي نتيجة مفاجئة للغاية.”
وأضافت آنا فريبل من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في نفس البيان: “عند هذه المسافات، نحن على حافة المجرة حيث تبدأ النجوم في التلاشي”. “لم يستكشف أحد كيف تتحرك المادة في هذه المجرة الخارجية، حيث نحن حقا في العدم.”
إن انخفاض السرعة المدارية عند هذه المسافات يعني وجود ذلك أقل المادة المظلمة في مركز مجرتنا مما كان متوقعا. ويصف فريق البحث هالة المجرة من المادة المظلمة بأنها “محفورة”، مثل التفاحة إلى حد ما. ويقول الطاقم أيضًا إنه لا توجد جاذبية كافية للمادة المظلمة التي يبدو أنها موجودة هناك، للوصول إلى مسافة 100 ألف سنة ضوئية والحفاظ على حركة النجوم بنفس السرعة.
وقال نجيب “هذا يضع هذه النتيجة في توتر مع قياسات أخرى”. “هناك شيء مريب يحدث في مكان ما، ومن المثير حقًا معرفة مكان ذلك، للحصول على صورة متماسكة لمجرة درب التبانة.”
قصص ذات الصلة:
– سوف تكشف مجموعة بيانات غايا عن ماضي درب التبانة المظلم ومستقبلها
– تكشف البيانات الجديدة لتلسكوب جايا عن “منجم ذهب” يضم أكثر من 500000 نجم غير مكتشف وأكثر من ذلك
– تكتشف المركبة الفضائية غايا التي ترسم خرائط النجوم زوجًا من الكواكب الشبيهة بالمشتري
يقول نجيب إن الخطوة التالية هي استخدام عمليات محاكاة حاسوبية عالية الدقة لنمذجة توزيعات مختلفة للمادة المظلمة داخل مجرتنا لمعرفة أي منها يكرر بشكل أفضل منحنى الدوران الهابط. نماذج من تشكيل المجرة يمكن بعد ذلك محاولة تفسير كيفية وصول مجرة درب التبانة إلى توزيعها المحدد والمحدد للمادة المظلمة، ولماذا لم تفعل المجرات الأخرى ذلك.
ونشرت النتائج في 8 يناير في المجلة الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.