في اثنين من المجرات لم تجد المادة المظلمة. ماذا يجري ؟

كما أن التموجات في بركة يشير إلى أن شخصا ما قد ألقيت الحجر ، ركض عداد المياه أو قفز الضفدع وجود مادة غامضة — المظلمة — يتحدد لها نفوذ واسع في الفضاء. علماء الفلك لا يمكن الالتزام به مباشرة ، ولكن خطورة المادة المظلمة يحدد الولادة, الشكل وحركة المجرات. وهذا ما يجعل فتح في العام الماضي غير متوقع تماما: غريب منتشر galaxy لم تجد المادة المظلمة. أعتقد أن هذا كل شيء ؟ كما أنه ليس كذلك.

المادة المظلمة

بعض العلماء رحب هذا الاكتشاف. وأعرب آخرون عن شكوكهم ، منتقدا قياس المسافات و الاقتراحات من المجرة. المخاطر عالية: إذا كان هذا galaxy حقا لا يكفي المظلمة ، ومن المفارقات يؤكد وجود هذه المادة.

و الآن الفريق الأصلي اكتسب أدلة إضافية لدعم الاكتشاف الأولي. بالإضافة إلى ذلك, تم اكتشاف الثانية galaxy مع أعراض مماثلة. حيث كان هناك مرة واحدة واحدة غير تقليدية galaxy خالية من المادة المظلمة (للوهلة الأولى), و الآن اثنين منهم.

"كائن واحد يمكن أن يكون دائما شطب وحيد القرن ، ولكن عندما تجد اثنين حيدات ، تبدأ في التساؤل عن إمكانية وجود وحيدات," يقول مايكل بويلان-Kolchin ، وهو عالم فلك في جامعة تكساس في أوستن الذي لم يشارك في هذه الدراسة. "ثم تبدأ في التساؤل عن أين أتوا ، ما هي خصائص وكيفية توزيعها".

في البحث من حيدات

اثنين من المجرات الخافتة جدا و هي بعيدة عن الأرض: الفوتونات من عناقيد النجوم بدأوا في السفر في اتجاه كوكبنا في الأيام الأخيرة من عهد الديناصورات ، حوالي 65 مليون سنة مضت. أول مجرة NGC 1052-df2 يكون لها حجم مجرة درب التبانة ، ولكن يحتوي على 100 مرة أقل من النجوم. جديد المجرة NGC 1052-DF4 في نفس المنطقة من السماء و الحجم و الوزن هو عن نفسه.

في مارس من العام الماضي ، العلماء برئاسة يوهان دانيال بيتر فان Dokkum من جامعة ييل التي نشرت دراسة تقييم حجم NGC 1052-df2 يكون لها, مشاهدة ممتاز الضوء و حركة مجموعات النجوم التي تحيط بها. إذا NGC 1052-df2 يكون لها تحتوي على الكثير من المادة المظلمة ، حتى علماء الفلك عادة نتوقع, المادة المظلمة زيادة السرعة المدارية من ممتاز هذه الظواهر. لكنها تتحرك ببطء ، والتي تشير إلى أن المادة المظلمة هي في عداد المفقودين. النقاد كائن إلى حقيقة أن سرعة هذه عناقيد النجوم حسبت بشكل غير صحيح و حتى لو كانت هذه الحسابات صحيحة ، حجم العينة فقط 10 مجموعات النجوم كانت متواضعة جدا لتحديد موثوق عامل من المادة المظلمة في NGC 1052-df2 يكون لها.

في تشرين الأول / أكتوبر ، دانييلي قررت معالجة هذه المشكلة باستخدام تقنية مختلفة. أخذت كيك الشبكة الكونية تصوير, أداة جديدة مؤخرا تثبيت عملاق 10 متر الأولية مرآة تلسكوب كيك في هاواي. هذا الجهاز يمكن قياس ضوء خافت جدا الكائنات للغاية مع ارتفاع القرار ، مما يجعلها أداة مثالية للتعلم ultradefrag المجرات ، مثل NGC 1052-df2 يكون لها. هذه الأداة جيدة حتى أن دانيال لم يعد إلى دراسة الحركة من مجموعة نجوم لتحديد كتلة المجرة. بدلا من ذلك, كانت قادرة على الحصول على كتلة مباشرة باستخدام ممتاز ضوء المجرة.

من وجهة نظر من المعلومات النجوم يحتوي على الكثير من ذلك. فصل الضوء إلى الألوان المكونة له (يسمى هذا التحليل الطيفي) ، يمكن للعلماء تحديد تكوين النجم ، العمر ، اتجاه الحركة في الفضاء والسرعة. معظم هذه المعلومات تنتقل في شكل الخطوط الطيفية — الخطية العناصر المضمنة في طيف النجم بسبب الإشعاع أو امتصاص العناصر الكيميائية المختلفة. أداة الكعكة قياس مجموعة من ما يقرب من 10 ملايين النجوم في المجرة df2 يكون لها. حجم الفارق بين أسرع وأبطأ النجوم في المجرة يعطي فكرة عن مدى المسألة يتفاعل معهم. أكثر يهم الظلام أو بعض — أكثر اختلاف في السرعات من النجوم.

"إلى مفاجأة ، قمنا بقياس ضيق للغاية الخطوط الطيفية التي تترك مساحة صغيرة جدا أكبر كتلة ، بالإضافة إلى كتلة ساهم النجوم في المجرة" ، ويقول دانيال. المادة المظلمة هي ببساطة أي غرفة.

وفي الوقت نفسه ، إريك Emsellem من المرصد الأوروبي الجنوبي وزملاؤه استكشاف المجرة باستخدام كبيرة جدا التلسكوب في صحراء أتاكاما التشيلية. ووجد الباحثون أيضا سرعة منخفضة التشتت الذي يدعم السيناريو المفقودين المظلمة.

نيكولا مارتن, عالم فلك في جامعة ستراسبورغ في فرنسا ، كان واحدا من النقاد من المادة الأصلية. في الأعمال اللاحقة التي نشرت العام الماضي ، وادعى أنه من الصعب جدا تقدير كتلة المجرة df2 يكون لها بناء على حركات المحيطة عناقيد النجوم. ولكن مارتن يقول انه كان مطمئنا النتائج الأخيرة دانيال Emsellem.

"لقد أصبح ذلك ممكنا بفضل الأجهزة الجديدة التي وصلت في أكبر التلسكوبات على هذا الكوكب. و إلى أن نكون صادقين ، قبل عام لم يكن من الواضح أن ذلك سيكون ممكنا. قبل عام لم أكن على استعداد أن أقول أن هذا النظام سوف المباشر بالتأكيد غريب, لأنه يبدو لي أن القياسات التي لا تدعمها البيانات بالكامل. ولكن الآن أن هناك فريقين مختلفين ، وهو قياس سرعة مجموعة من النجوم ، أعتقد أنه أصبح من الواضح أن الغرابة."

نتائج أعمال دانيالقدم في مؤتمر حول المادة المظلمة في جامعة برينستون وسيتم نشرها في مجلة الفيزياء الفلكية الحروف.

عموما ، أبحاثها تشير إلى أن هناك فئة كاملة من هؤلاء الفقراء المظلمة من المجرات.

في البحث عن هذه المسألة في عداد المفقودين

بعض علماء الفلك في حيرة حول كيفية هذه المجرات يمكن تشكيل أين المظلمة. بويلان-Kolchin يقول أن أحد الاحتمالات هو الجاذبية من مكان قريب و أكبر مجرة ، وفصلها عن المادة المظلمة. أو df2 يكون لها و DF4 يمكن أن يكون هناك المجرات في مجموعات متواضعة من النجوم ، يتنكر galaxy; في هذه الحالة ، هذه الجماعات المنعزلة من النجوم يمكن أن تشكل من الاصطدام طائرات من الغاز المنبعثة من مكان آخر. أو قد تكون حتى أكثر مملة السيناريو ، على سبيل المثال ، والتوجه المجرات بالنسبة إلى الأرض التي تضر الحصول على قياسات دقيقة من تحركاتهم.

شيء واحد واضح مؤكد: إذا كان أي شك كبير لا تظهر عدم وجود المادة المظلمة في مجرة تظهر بشكل مقنع أن هذه المادة هي جزء لا يتجزأ من النجوم والغاز والغبار وغيرها من الطبيعي المسألة. وهذا بدوره سوف يعزز حجة في صالح وجود المادة المظلمة.

حتى الآن لا أحد لديه الكشف عن المادة المظلمة ، على الرغم من عقود من البحث المكثفة. عدم وجود أدلة أدى بعض علماء الفيزياء الفلكية أن تجد وسيلة بديلة النمذجة المجرات و السيطرة على الحركة بسبب ظهور فرضيات مثل "الناشئة الجاذبية" و "تعديل الديناميكا النيوتونية". إن أنصار هذه الفرضيات يدعون أن غالبية علماء الفلك يعتقدون أن المادة المظلمة قد تكون ظاهرة تنشأ من الفيزياء التي لا نفهمها تماما. ولكن في هذه الحالة هذه غريبة المجرات سوف يتكلم لصالح حقيقة أن البديل هو خطأ وما المظلمة حقا يمكن أن يكون السبب.

حسنا, دعونا ننتظر ونرى. لا ننسى الأخبار رؤية المادة المظلمة الأولى.