خافيير رومان وبافيل مانسيرا بينيا
قبل ثلاث سنوات ، اكتشف فيليبو فراتيرنالي وزملاؤه نصف دزينة من المجرات المنتشرة بشكل غامض ، والتي بدت وكأنها مدن مترامية الأطراف من النجوم والغاز. لكن على عكس كل المجرات الأخرى تقريبًا – بما في ذلك مجرتنا درب التبانة – لا يبدو أنها محجوفة في كتل ضخمة من المادة المظلمة ، والتي عادةً ما تجمع هذه العواصم النجمية مع جاذبيتها. اختار العلماء واحدة لتكبيرها ، وهي مجرة متواضعة الحجم على بعد حوالي 250 ألف سنة ضوئية ، ووجهوا إليها 27 هوائيًا للتلسكوب اللاسلكي من المصفوفة الكبيرة جدًا في نيو مكسيكو.
بعد جمع 40 ساعة من البيانات ، قاموا برسم خرائط النجوم والغازات وأكدوا ما ألمحت إليه اللقطات السابقة: “محتوى المادة المظلمة الذي نستنتجه في هذه المجرة أصغر بكثير مما تتوقع ،” Fraternali ، عالم الفلك في معهد Kapteyn الفلكي بجامعة جرونينجن في هولندا. إذا وجد الفريق أو منافسوهم مجرات أخرى من هذا القبيل ، فقد يشكل ذلك تحديًا للعلماء. نظرا ل داكن موضوع، المنظور السائد في هذا المجال لمدة 20 عامًا على الأقل. Fraternali وفريقه نشر نتائجهم في ديسمبر في الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.
استنادًا إلى عقود من ملاحظات التلسكوب والمحاكاة الحاسوبية ، توصل العلماء إلى التفكير في المادة المظلمة باعتبارها الهيكل العظمي الخفي للكون. “مفاصلها” عبارة عن كتل ضخمة من الجسيمات غير المرئية التي تستضيف مجرات كبيرة وصغيرة. لكن Fraternali ليس أول من يلمح استثناء لهذه القاعدة. قبل بضع سنوات ، بيتر فان دوكوم ، عالم الفلك في جامعة ييل ، وزملاؤه اكتشف مجرات مماثلة مع تلسكوب هابل يبدو أيضًا أنه يفتقر إلى المادة المظلمة. يقول فان دوكوم: “هذه المجرات التي وجدناها في عام 2018 ، أثارت الكثير من الجدل والمناقشة وأعمال المتابعة لأنها كانت غير متوقعة ويصعب تفسيرها”.
عاشت تلك المجرات الأخرى في بيئة مزدحمة ، حيث تطير المجرات الأكبر المجاورة بشكل متكرر ، وربما تجذب معها المادة المظلمة. على النقيض من ذلك ، فإن مجرة Fraternali معزولة تمامًا ، ولا يوجد بها مثل هؤلاء الجيران المزعجين ، لذلك لا يمكن تفسير ندرة المادة المظلمة بهذه الطريقة. يقول فان دوكوم: “يمكن أن تكون مهمة جدًا”. “كيف تجمع النجوم والغاز في ذلك الموقع معًا دون مساعدة المادة المظلمة؟”
أصبحت هذه الأجسام الغريبة تسمى “المجرات فائقة الانتشار”. إنها قيم متطرفة للغاية: من حيث كتلتها ، فهي صغيرة جدًا ، لكنها منتشرة على مسافات شاسعة. بعضها بحجم مجرة درب التبانة ، ولكن بعدد النجوم يعادل مائة فقط – أو حتى أقل من ذلك. إنهم قريبون جدًا من الشفافية لدرجة يصعب عليهم التجسس في سماء الليل. “إنها أكثر خفوتًا في الوسط ، لذلك يصعب اكتشافها. تقول ميريا مونتيس ، عالمة الفلك في معهد علوم تلسكوب الفضاء في بالتيمور والخبيرة في مثل هذه المجرات ، إن بفضل التلسكوبات الأفضل والأرصاد الأعمق ، أصبحت أكثر شهرة.
ابتداءً من الستينيات ، كشفت عالمة الفلك الأمريكية فيرا روبن وآخرون لأول مرة عن احتمال وجود مادة غير مرئية أو “مظلمة” أثناء قياس مدى سرعة دوران النجوم في المجرات حول المركز ، مما يدل على أن النجوم الداخلية تدور بسرعات مختلفة عن تلك الخارجية. بناءً على دوران تلك النجوم ، قام العلماء بحساب مقدار الكتلة التي يجب أن تمتلكها المجرة لإبقائها تدور باستمرار ، بدلاً من قذفها في الفضاء. بالنسبة للعديد من المجرات ، كانت تلك الكتلة أكبر بعدة مرات من كتلة كل النجوم المجمعة. قام العلماء بحل المشكلة من خلال استنتاج وجود نوع من المادة المظلمة ، والتي لا تصدر أو تعكس الضوء ، والتي يجب أن تشكل باقي الكتلة التي تربط المجرة ببعضها البعض.
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”