اكتشف علماء الفلك الذين يمشطون بيانات من مركبة الفضاء غايا التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ما يسمونه مجرة أشباح. المجرة ، المسماة Antlia 2 (Ant 2) هي مجرة قزمة منخفضة الكثافة للغاية تشكلت في الأيام الأولى من الكون. ويتم تجريدها من كتلتها بواسطة قوى المد والجزر في درب التبانة.
كانت هذه المجرة الأشباح مختبئة في مرمى البصر طوال الوقت. كثافتها المنخفضة جعلت من الصعب اكتشافها ، وكذلك موقعها. إنها مخبأة خلف كفن قرص درب التبانة ، في منطقة معروفة لعلماء الفلك باسم "منطقة التجنب" (ZOA). لكنها هائلة: إنها بنفس حجم سحابة ماجلان الكبيرة وثلث حجم درب التبانة .
عثر فريق دولي من علماء الفلك على Ant 2 أثناء المرور بإصدار البيانات الثاني من مركبة Gaia الفضائية. كانوا يبحثون عن المجرات القزمة بالقرب من درب التبانة من خلال البحث عن نجوم RR Lyrae. RR Lyrae هي نجوم متغيرة تستخدم كشموع قياسية. عادةً ما توجد نجوم قديمة فقيرة بالمعادن في المجرات القزمة ، لذلك إذا وجدت نجوم RR Lyrae ، فربما تكون قد عثرت على مجرة قزمة.
في بعض النواحي ، النمل 2 يشبه المجرات القزمة الأخرى. يتم تشكيل جميع المجرات ، بما في ذلك المجرات القزمة مثل هذه المجرة ، بالاشتراك مع المادة المظلمة. كما يوضح اسمه ، فإن الأقزام أصغر وأصغر من النجوم من المجرات الأخرى. قد تحتوي المجرة القزمة على مائة مليون نجم فقط ، وربما تصل إلى بضعة مليارات. إنهم يتقزمون في مجرتنا درب التبانة ، التي تحتوي على ما بين 200 و 400 مليار نجم.
"هذا شبح مجرة. الأجسام المنتشرة مثل Ant 2 لم تُرَ من قبل. " - غابرييل توريالبا ، المؤلف الرئيسي.
تختلف النجوم في المجرة القزمة عن النجوم في المجرات الأخرى أيضًا. كانت المجرات القزمة من أولى التراكيب التي تشكلت في الكون ، لذا فإن نجومها أكبر سنًا ومن فقيرة بالمعادن. تم تشكيلها في الأيام الأولى ، قبل أجيال متتالية من النجوم أوقعت الكون بالمعادن.
تخضع العديد من المجرات القزمة إلى المد الجاذبية للمجرات الأكبر بالقرب منها ، والنمل 2 ليس استثناءً. غالبًا ما يُشاهدون يتم جرهم نحو المجرات الأكبر ويتمزقهم هذه التفاعلات. يمكن أن يؤدي هذا إلى اندماج المجرات ، وهذا ما قد يحدث مع Ant 2.
لكن مجرة الأشباح Ant 2 تختلف عن الأقزام الأخرى. يعطي القليل من الضوء. بالمقارنة مع أخرى من مجرات مجرة درب التبانة ، سحابة ماجلان الكبيرة ، فهي أكثر خفوتًا بمقدار 10000 مرة. اعتمادًا على الطريقة التي تنظر بها إليها ، فهي إما كبيرة جدًا بسبب لمعانها ، أو قاتمة جدًا بالنسبة لحجمها.
قال غابرييل توريالبا ، المؤلف الرئيسي للصحيفة: "هذا شبح مجرة". "إن الأجسام المنتشرة مثل Ant 2 لم تتم رؤيتها من قبل. كان اكتشافنا ممكنًا فقط بفضل جودة بيانات Gaia ".
أنتجت مهمة Gaia التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية أغنى كتالوج نجمي حتى الآن ، بما في ذلك قياسات عالية الدقة لما يقرب من 1.7 مليار نجم. وقد كشفت عن تفاصيل غير مسبوقة لمجرة منزلنا ، وأظهرت كيف تشكلت درب التبانة عن طريق الاندماج مع مجرة أخرى قبل 10 مليارات سنة. في وقت سابق من هذا العام ، جعل إصدار بيانات Gaia الثاني تفاصيل جديدة للنجوم في درب التبانة متاحة للعلماء في جميع أنحاء العالم ، وكان كنزًا لعلماء الفلك ، بما في ذلك الفريق وراء مجرة الأشباح.
ينتمي فريق الفلكيين وراء الدراسة إلى تايوان والمملكة المتحدة والولايات المتحدة وأستراليا وألمانيا. كانوا يبحثون عن إصدار بيانات Gaia الثاني لنجوم RR Lyrae ، على أمل العثور على المزيد من المجرات القزمة. تحتوي هذه النجوم القديمة على نبضات سطوع مفهومة جيدًا تدوم نصف يوم ، لذا فهي مفيدة جدًا.
قال فاسيلي بيلوكوروف المؤلف المشارك من معهد كامبريدج لعلم الفلك: "تم العثور على RR Lyrae في كل قمر صناعي معروف ، لذلك عندما وجدنا مجموعة منهم جالسين فوق قرص المجرة ، لم نفاجأ تمامًا". "ولكن عندما نظرنا عن كثب إلى موقعهم في السماء اتضح أننا وجدنا شيئًا جديدًا ، حيث لم يظهر أي كائن محدد مسبقًا في أي من قواعد البيانات التي بحثنا فيها."
"نحن نتساءل ما إذا كانت هذه المجرة مجرد طرف جبل جليدي ، وتحيط درب التبانة بعدد كبير من الأقزام غير المرئية تقريبًا تشبه هذه". - مؤلف مشارك ماثيو ووكر ، جامعة كارنيجي ميلون.
أخطر الفريق زملائهم في التلسكوب الأنجلو أسترالي (AAT) في أستراليا. تحت جدول زمني ضيق ، قام علماء الفلك في AAT بقياس أطياف أكثر من 100 نجم عملاق أحمر في مجرة الأشباح. قدمت تلك الأطياف التأكيد الذي يحتاجه الفريق.
أظهرت الأطياف أن كل النجوم تتحرك معًا. النمل 2 لا يقترب أبداً من درب التبانة ، ويبقى دائمًا على الأقل 130.000 سنة ضوئية. تمكن الباحثون أيضًا من الحصول على كتلة المجرة ، والتي كانت أقل بكثير مما كان متوقعًا لجسم بحجمه.
قال المؤلف المشارك سيرجي كوبوسوف من جامعة كارنيجي ميلون "إن أبسط تفسير لماذا يبدو أن النملة 2 لديها كتلة قليلة جدًا اليوم هو أنه يتم تفكيكها بواسطة المد والجزر في مجرة درب التبانة". "ولكن ما لم يتم تفسيره هو الحجم العملاق للكائن. عادةً ، عندما تفقد المجرات كتلتها في تيار مجرة درب التبانة ، فإنها تتقلص ، ولا تنمو.
لذا فإن النملة 2 لغز غامض بالنسبة لعلماء الفلك. إنها كبيرة جدًا لشيء ذي كتلة منخفضة. إزالة الكتلة لا يمكن أن تجعل مجرة الأشباح أكبر ؛ أن لا معنى له. يجب أن يكون هناك سبب آخر لتزايد حجمه مع فقد الكتلة ، ولكن لا أحد يعرف حتى الآن. لا تتنبأ نظرياتنا الحالية لتكوين المجرات بأشياء مثل النمل 2.
يشير أحد خطوط التكهنات إلى أن تكوين النجم القوي جدًا داخل Ant 2 يمكن أن يتسبب في توسعها بينما تسرق درب التبانة كتلتها. يمكن أن تؤدي الرياح النجمية وانفجارات المستعرات العظمى إلى إبعاد الغاز غير المستخدم ، وإضعاف الجاذبية التي تربط المجرة والسماح للمادة المظلمة التي ترتبط بها بالتوسع. لكن هذا لم يثبت.
قال المؤلف المشارك جايسون ساندرز ، من كامبريدج أيضًا: "حتى لو كان تكوين النجوم قادرًا على إعادة تشكيل توزيع المادة المظلمة في Ant 2 كما تم تجميعه ، فلا بد أنه تصرف بكفاءة غير مسبوقة".
خط آخر من التكهنات ينطوي على المادة المظلمة نفسها ، وربما نوع آخر من المادة المظلمة. تتوقع النظرية الحالية أن المادة المظلمة تتراكم بإحكام في مركز المجرات. لكن طبيعة Ant 2 المنتشرة والمنتشرة قد تعني أن نوعًا من المادة المظلمة التي لا تتجمع بسهولة كما هي. كما يقول الفريق في ورقتهم ، "قد يكون أصل هذا اللب متسقًا مع ردود الفعل العدوانية ، أو قد يتطلب بدائل للمادة المظلمة الباردة (مثل بوزونات خفيفة للغاية)."
قال المؤلف المشارك ماثيو ووكر ، من جامعة كارنيجي ميلون: "بالمقارنة مع باقي أقمار درب التبانة الستين أو نحو ذلك ، فإن Ant 2 كرة غريبة". "نحن نتساءل ما إذا كانت هذه المجرة مجرد طرف جبل جليدي ، وتحيط درب التبانة بعدد كبير من الأقزام غير المرئية تقريبًا تشبه هذه".
إن العثور على مجرة أشباح غريبة مثل Ant 2 أمر محير ، لكنه لم يكن غير متوقع تمامًا. نظرًا لأن طرق الكشف أصبحت أكثر حساسية ، تم العثور على المزيد من المجرات الساتلية الخافتة. ربما كانت مجرد مسألة وقت حتى تم العثور على واحد هنا ، في ZOA. ولكن سواء كان ذلك هو الوحيد الذي وجدناه على الإطلاق ، أو ما إذا كنا قد تعثرنا على الأول من بين العديد من بفضل قوة المركبة الفضائية Gaia لا يزال سؤالًا مفتوحًا. في كلتا الحالتين ، يجعل الفلكيين يعيدون التفكير في نظرياتهم الأكثر قابلية للتطبيق.
- بيان صحفي من جامعة كامبريدج: "Gaia يرصد مجرة" شبح "في الجوار"
- ورقة بحثية: "العملاق المخفي: اكتشاف قمر مجري ضخم في Gaia DR2"
- صفحة وكالة الفضاء الأوروبية غايا
- ويكيبيديا: RR Lyrae Stars
