توضيح دقيق للمجرات الصغيرة التي تبعد مسافة مليار سنة ضوئية انقر للتكبير / أ>
وجد علماء الفلك مؤشرات واضحة على أن كتل المادة المظلمة هي أرض التمريض للمجرات الجديدة التي تبعد حوالي 12 مليار سنة ضوئية. يمكن لعش واحد من المادة المظلمة رعاية العديد من المجرات الصغيرة. تؤكد هذه النتائج التي توصل إليها باحثون في معهد علوم تلسكوب الفضاء والمرصد الفلكي الوطني في اليابان وجامعة طوكيو توقعات النظرية السائدة حاليًا لعلم الكونيات المعروفة بنموذج المادة المظلمة الباردة.
تشير الدراسات الحديثة إلى أن المادة المظلمة تزن المادة العادية بمعامل سبعة. على الرغم من أن المادة المظلمة لا يمكن رؤيتها مباشرة من خلال التلسكوب ، فإنها تكشف نفسها لعلماء الفلك بسحبها الثقالي القوي للنجوم والغازات المجاورة ، وحتى المجرات.
غالبًا ما يتم تجميع المجرات معًا وكيف تتحدد الجاذبية في الغالب.
من خلال دراسة كيفية تجمع المجرات ، من الممكن تحديد كيفية توزيع المادة المظلمة وكيف تؤثر على ولادة المجرات ونموها. في الماضي ، كان من الصعب للغاية دراسة تجمع المجرات الصغيرة. تبدو المجرات الصغيرة باهتة بسبب مسافاتها الشاسعة ، وكان العثور على ما يكفي منها لدراسة كيفية تجميعها يمثل تحديًا في المراقبة.
استخدم Masami Ouchi من معهد علوم تلسكوب الفضاء وزملاؤه تلسكوب سوبارو وكاميرا سوبريم-كام لدراسة قطعة من السماء في كوكبة Cetus (الحوت) تسمى Subaru / XMM-Newton Deep Survey Field (SXDS). تغطي قطعة السماء هذه مساحة خمسة أضعاف حجم البدر. من خلال التقاط صور عميقة وحساسة للحقل بثلاثة ألوان من الضوء المرئي ، تمكن فريق SXDS من العثور على حوالي سبعة عشر ألف (17000) مجرة شابة على بعد 12 مليار سنة ضوئية. هذا العدد أكبر بعشر مرات من الدراسات السابقة لمثل هذه المجرات الشابة.
بناءً على هذه البيانات ، وجد الفريق ما يلي:
1) يوجد العديد من أزواج المجرات التي تقل فواصلها عن ثمانمائة ألف (800000) سنة ضوئية.
2) حتى على مسافات كبيرة ، تتجمع المجرات بقوة.
كلتا هاتين النتيجتين متوقعتين إذا كانت المجرات محتشمة داخل كتل من المادة المظلمة. قارن فريق SXDS نتائج المراقبة بالتفصيل بالتنبؤات النظرية بناءً على نموذج المادة المظلمة الباردة من قبل عضو الفريق تاكاشي هامانا ووجد أن متوسط كتلة أعشاش المادة المظلمة يزن ما يصل إلى ستمائة مليار (600،000،000،000) شمس ، وأن كتلة من المادة المظلمة تؤوي العديد من المجرات الشابة.
بشكل مستقل ، استخدم نوبوناري كاشيكاوا من المرصد الفلكي الوطني في اليابان وزملاؤه أيضًا كاميرا سوبارو-كام في سوبارو لدراسة منطقة من السماء في كوكبة كوما بيرينيسيس (شعر برنيس) تسمى حقل سوبارو العميق (SDF). هذا الحقل هو حجم قمر واحد فقط ولكن البيانات المتاحة هي ضعف حساسية بيانات حقل SXDS. وجد فريق SDF حوالي خمسة آلاف (5000) مجرة شابة على مسافة اثني عشر مليار سنة ضوئية ، وثمانمائة (800) مجرة أصغر على مسافة اثني عشر مليار وخمسمائة مليون سنة ضوئية. كان فريق SDF قادرًا أيضًا على التحقق من هويات المجرات الصغيرة عن طريق أخذ بيانات طيفية للمجرات باستخدام مقاريب سوبارو وكيك. حصل فريق SDF بشكل مستقل على النتائج 1) +2) الموضحة أعلاه ، وخلص إلى أن بعض الكتل المفردة من المادة المظلمة تأوي العديد من المجرات الشابة. في صور SDF ، من الممكن رؤية العديد من المجرات المولودة حديثًا متجمعة معًا في منطقة صغيرة. بمقارنة بيانات SDF بالتفصيل مع المحاكاة الحاسوبية عالية الدقة لنمو الكتل في المادة المظلمة الباردة من قبل عضو الفريق Masahiro Nagashima من جامعة كيوتو ، يستنتج فريق SDF أن الكتل الثقيلة من المادة المظلمة لها مجرات أكثر سطوعًا ، وأن هذا التفضيل ينتج الارتباطات الموجودة في الملاحظة الحقيقية.
وجد الفريقان معًا أول دليل ملموس على أن المجرات الصغيرة في الكون المبكر تقع داخل كتل من المادة المظلمة ، وأن كتلة واحدة من المادة المظلمة ترضي العديد من المجرات الصغيرة. استفاد الفريقان من قدرة تلسكوب سوبارو الفريدة على التقاط صور حساسة وعميقة على مساحة كبيرة من السماء.
المصدر الأصلي: NAOJ News Release
