اكتشف علماء الفلك مجرة ​​غريبة لا تحتوي على مادة مظلمة

قبل ثلاث سنوات ، رأى فيليبو فريدرنالي وزملاؤه نصف دزينة من المجرات الضخمة الغامضة التي بدت وكأنها مدن شاسعة من النجوم والغازات. ولكن على عكس كل المجرات الأخرى التي رأيناها على الإطلاق – بما في ذلك مجرتنا درب التبانة – لا يبدو أنها محاطة بكميات كبيرة من المادة المظلمة ، والتي عادة ما تحافظ على تلك المدن النجمية جنبًا إلى جنب مع جاذبيتها. اختار العلماء واحدًا لتكبير مجرة ​​بالحجم الطبيعي على بعد 250 ألف سنة ضوئية ، وأشاروا إلى 27 هوائيًا تلسكوبيًا لاسلكيًا بأكبر طلبية في نيو مكسيكو.

بعد جمع 40 ساعة من البيانات ، قاموا برسم خرائط النجوم والغازات وأكدوا ما أشارت إليه اللقطات السابقة: “محتوى المادة المظلمة الذي نخمنه في هذه المجرة أصغر بكثير مما قد تتوقع ،” كما يقول. فريدرنالي عالم فلك في معهد الكابتن الفلكي بجامعة كرونينجن في هولندا. إذا وجد الفريق أو منافسوه مجرات أخرى من هذا القبيل ، فقد يمثل ذلك تحديًا للعلماء. رأي الظلام شيءمنظور مهيمن في المجال لمدة لا تقل عن 20 عامًا. فريدرنالي وفريقه نشر نتائجهم في ديسمبر الإعلانات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.

استنادًا إلى عقود من الملاحظات التلسكوبية والمحاكاة الحاسوبية ، يعتبر العلماء أن المادة المظلمة هي الهيكل العظمي الخفي للكون ؛ “مفاصلها” عبارة عن مجموعات ضخمة من الجسيمات غير المرئية التي تشكل مجرات كبيرة وصغيرة. لكن رؤية استثناء لهذه القاعدة ليس أخويًا. قبل بضع سنوات ، عالم الفلك بيتر فان توك وزملائه في جامعة ييل وجد مع مجرات مماثلة تلسكوب هابل يبدو أن هذا أيضًا هو غياب المادة المظلمة. يقول فان توك: “أثارت هذه المجرات التي اكتشفناها في عام 2018 الكثير من الجدل والنقاش وأعمال المتابعة لأنها لا يمكن التنبؤ بها ويصعب تفسيرها”.

عاشت تلك المجرات الأخرى في بيئة مزدحمة حيث يمكن للمجرات الكبيرة المجاورة أن تطير وتحمل معها المادة المظلمة. على النقيض من ذلك ، فإن مجرة ​​Fraternally منعزلة للغاية بحيث لا يوجد مثل هؤلاء الجيران المزعجين ، لذلك لا يمكن تفسير ندرة مادتها المظلمة. يقول فان توك: “يمكن أن تكون مهمة جدًا”. “كيف تجمع النجوم والغاز معًا في هذا الفضاء دون مساعدة الموضوع؟”

تسمى هذه الأجسام الغريبة “المجرات فائقة الانتشار”. إنها خارجية متطرفة: من حيث كتلتها ، فهي صغيرة ، لكنها منتشرة على مسافات واسعة. بعضها بحجم مجرة ​​درب التبانة ، ولكن فقط حوالي جزء من مائة نجم أو أقل. إنهم قريبون جدًا من الشفافية بحيث يصعب التجسس في سماء الليل. “إنها غير واضحة قليلاً في المنتصف ، لذلك من الصعب اكتشافها.

ابتداءً من الستينيات ، قامت عالمة الفلك الأمريكية فيرا روبين وآخرون. بناءً على دوران تلك النجوم ، قام العلماء بحساب مقدار الكتلة التي ستستغرقها المجرات للدوران حولها بدلاً من طرحها في الفضاء. بالنسبة للعديد من المجرات ، كانت تلك الكتلة أكبر بعدة مرات من كل النجوم. تكهن العلماء بوجود نوع من الأجسام المظلمة التي لا تصدر أو تعكس الضوء ، وهذا من شأنه أن يخلق الكتلة المتبقية التي تربط المجرة ببعضها البعض.