المادة المظلمة تضغط على دوران مجرتنا درب التبانة

علوم

المادة المظلمة تسبب إبطاء دوران شريط النجوم المركزي في مجرة درب التبانة

29 حزيران 2021 13:47

تسبب المادة المظلمة عامل سحب قوي، وقد يؤدي سحب هذه المادة غير المرئية وغير المعروفة في مجرة ​​درب التبانة إلى إبطاء دوران شريط النجوم الموجود في قلب المجرة.


استناداً إلى تقنية تعيد إنشاء تاريخ التباطؤ بطريقة تشبه تحليل حلقات الشجرة، حيث انخفضت سرعة الشريط بنسبة 24 في المائة على الأقل منذ تشكله منذ مليارات السنين، وفقاً لما أفاد به الباحثون في الإخطارات الشهرية الصادرة عن الجمعية الفلكية الملكية لشهر آب.

يقول عالم الفيزياء الفلكية مارتن واينبيرغ من جامعة ماساتشوستس أمهيرست، أن هذا التباطؤ هو "دليل آخر غير مباشر ولكنه مهم على أن المادة المظلمة هي شيء موجود، وليست مجرد تخمين، لأن هذا لا يمكن أن يحدث بدونها".

تحتوي العديد من المجرات الحلزونية، بما في ذلك مجرة ​​درب التبانة، على منطقة مركزية على شكل شريط مليء بالنجوم ومحاطة بأذرع المجرة، ويحتوي الشريط أيضاً على بعض مجموعات النجوم: وهي فعلياً مجموعات من النجوم محاصرة بتأثير الجاذبية الناتجة عن شريط النجوم المركزي، وتدور هذه النجوم حول نقطة مستقرة الجاذبية تقع على طول الشريط وأبعد من مركز المجرة، والمعروفة باسم نقطة لاغرانج.

وإذا تباطأ دوران الشريط، فسوف يزداد طوله، كما سيتحرك الشريط التابع لها للخارج، وعندما يحدث ذلك، ستجمع تلك المجموعة نجوماً إضافية، ووفقاً لمحاكاة الكمبيوتر للعملية، يجب على تلك النجوم الإضافية أن ترتب نفسها في طبقات خارج المجموعة الأصلية، ويقول عالم الفيزياء الفلكية رالف شونريتش من كلية لندن الجامعية، أن طبقات النجوم هذه تدل على سجل لنمو المجموعة، ويقول: "إنها في الواقع مثل الشجرة التي يمكنك قطعها وحساب عمرها".

درس شونريتش وعالمة الفيزياء الفلكية ريمبي تشيبا من جامعة أكسفورد كيف تغير تكوين النجوم في المجموعة من حافتها الخارجية إلى طبقاتها الأعمق، وكشفت البيانات المأخوذة من المركبة الفضائية "غايا" التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية أن النجوم في الطبقات الخارجية للشريط تميل إلى أن تكون أقل ثراءً بالعناصر الأثقل من الهيليوم مقارنة بالنجوم الموجودة في الطبقات الداخلية. ويقول الباحثون أن هذا دليل على تحرك مجموعة النجوم إلى الخارج نتيجة تباطؤ الشريط، وذلك لأن النجوم الموجودة في مركز المجرة، تميل إلى أن تكون أكثر ثراءً بالعناصر الأثقل من تلك الموجودة في الخارج.

هذا ويشير تباطؤ الشريط إلى أن قوة الجاذبية تؤثر عليه، أي سحب المادة المظلمة في المجرة، ولن تكون المادة الطبيعية وحدها كافية لتقليل سرعة الشريط، ولذلك تقول تشيبا: "إذا لم تكن هناك مادة مظلمة، فلن يتباطأ الشريط".

ولكن النتائج أثارت بعض الشكوك، حيث يقول عالم الفيزياء الفلكية إسحاق شلوسمان من جامعة كنتاكي في ليكسينغتون: "لسوء الحظ، هذا لم يقنعني بعد"، وعلى سبيل المثال، يشك شلوسمان في أن طبقات حلقة الشجرة ستتواجد بالفعل، وبغض النظر عن جاذبية المادة المظلمة، ويقول أنه "من الصعب تصديق أن هذا هو الحال في نظام واقعي"، على عكس محاكاة الكمبيوتر المبسطة.

ومن ناحية أخرى، يقول واينبرغ أنه على الرغم من أن الدراسة تعتمد على مجموعة متنوعة من الافتراضات، إلا أنه يشك في أنها غير صحيحة.

المصدر: موقع ScienceNews