يبدو أن 19 مجرة قزمة تم اكتشافها حديثًا تفتقد مادتها المظلمة ، ولا يتأكد علماء الفيزياء من السبب.
يزيد الاكتشاف بشكل كبير من عدد المجرات التي يبدو أنها تفتقد المادة المظلمة ، والأشياء الغامضة وغير المرئية التي تمارس سحب الجاذبية ، ولكنها لا تنبعث منها أي ضوء. يُعتقد أن المادة المظلمة مكون رئيسي في تكوين المجرات ، حيث تقوم جاذبيتها بتجميع ذرات الغاز لتكوين المجرات. يمكننا أن نقول أن المادة المظلمة موجودة في المجرة لأنها تجعل المادة في تلك المجرة تدور بشكل أسرع مما لو كانت المادة التي نراها تتكون من كتلة المجرة بأكملها. ظهرت هذه الدوامة الأسرع في كل مجرة يمكن قياسها بدقة. ومع ذلك ، وجد الباحثون مؤخرًا أن بعض المجرات الصغيرة ، بما في ذلك الآن هذه المجرات التسعة عشر ، تتصرف كما لو كانت تهيمن عليها الباريونات - وهي الجزيئات التي تتكون منها المادة العادية. الدليل على هالاتهم غير المرئية من المادة المظلمة مفقود.
قال كايل عمان ، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة دورهام في المملكة المتحدة ، والذي لم يشارك في هذا الاكتشاف ، إن هذه المجرات تضم أطول قائمة من الأشياء التي تبدو خالية من المادة المظلمة التي تم الإبلاغ عنها حتى الآن. لكنهم ليسوا الأول.
أكثر اكتشاف تم الإبلاغ عنه على نطاق واسع لمجرة يبدو أنها تفتقر إلى المادة المظلمة جاء في مارس 2018. فريق من علماء الفيزياء الفلكية بقيادة بيتر فان دوكوم ، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة ييل ، أظهر أن متوسط سرعة العناقيد الكروية في المجرة NGC 1052-DF2 مطابقة نموذج مجرة الباريونات فقط ، على الرغم من أن الكثيرين شككوا في صحة النتيجة ، كما ذكرت Live Science.
حددت أحدث الأبحاث المنشورة في 25 نوفمبر في مجلة Nature Astronomy المجرات الـ 19 الخالية من المادة المظلمة باستخدام نفس الطريقة.
قال تيل صوالا ، عالم الفيزياء الفلكية بجامعة هلسنكي: "إن منحنيات دوران H1 هذه أكثر دقة" من الطريقة التي يستخدمها فريق فان دوكوم. لكنه قال إنه ما زالت هناك "شكوك منتظمة" في القياسات لم يتم حلها بعد.
وقالت عمان ، على سبيل المثال ، إذا تم قياس زاوية المجرة المضيفة نسبة إلى الأرض بشكل غير صحيح ، يمكن أن يفسد الحسابات. وقال سوالا إن أحداثًا مثل المستعرات الأعظمية يمكنها تسريع الغاز في مجرة عادية ، مما يخلق منحنيات دوران تبدو من الأرض مثل المجرات في هذه الورقة الجديدة. في كلتا الحالتين ، هناك حاجة إلى مزيد من أعمال المتابعة لتأكيد الادعاء الخالي من المادة المظلمة ، حسبما قال جميع الخبراء (بمن فيهم مؤلفو الدراسة).
إذا اتضح أن بعض المجرات تفتقر إلى الكمية الطبيعية من المادة المظلمة ، فهذه مشكلة للنظريات الحالية حول كيفية تشكل الكون.
يشرح الفيزيائيون كيف يتشكل الكون ويتصرف باستخدام نموذج يعرف باسم مادة لامدا الباردة المظلمة (ΛCDM). يصف ثلاث سمات رئيسية للكون: الثابت الكوني (Λ) ، المادة المظلمة والطاقة المظلمة.
قال سوالا إن MCDM تشرح الطريقة التي تتكون بها المجرات ، ولا يمكنها بسهولة تفسير كيف يمكن أن تكون هذه المجرات المحددة قد تشكلت بدون مادة مظلمة.
وقالت عُمان ، إن بعض الأمثلة التي تم طرحها يمكن شرحها من قبل مكتب تنسيق مكافحة الألغام. على سبيل المثال ، تحتوي المجرات القزمة في وسط عناقيد المجرات الكثيفة على العديد من مصادر الجاذبية الأخرى لتجريد مادتها المظلمة. لكن عمان قالت في هذه الورقة إن بعض المجرات الخالي من المادة المظلمة هي انفرادية ، بعيدة عن أي مصدر جاذبية آخر.
وقالت عمان "هذا تحد".
قدم بعض الباحثين دليلًا على المجرات الخالية من المادة المظلمة مثل الضربة القاضية في معركة بين ΛCDM ومجموعة أخرى من النظريات المعروفة باسم ديناميكيات نيوتن معدلة (MOND). ترفض نظريات موند المادة المظلمة لصالح إجراء تعديلات على فيزياء الجاذبية. بما أن الجاذبية يجب أن تعمل في كل مكان في الكون ، فإن موند تتوقع أن ما نسميه المادة المظلمة يجب أن يكون أيضًا في كل مكان ، بما في ذلك كل مجرة. ولكن إذا كانت هذه المجرات تنتهك MOND ، فإنها تنتهك ΛCDM أيضًا ، لذا فهي ليست في الواقع ضربة قاضية لـ MOND ، على حد قول صوالة.
قال الفيزيائيون إن الطريقة الوحيدة لمعرفة ما يجري هي دراسة هذه المجرات بمزيد من التفصيل باستخدام أدوات مختلفة والتأكيد على أن ما يحدث هناك يحدث بالفعل.
