باورنکردنی: کهکشانی که ۹۹.۹۹% جرمش را "ماده تاریک" تشکیل داده!

* کهکشان راه شیری یک همزاد تاریک دارد: کهکشانی به شدت کم‌نور به نام دراگون‌فلای ۴۴ (آسیابک ۴۴) که ۹۹.۹۹% آن را ماده‌ی تاریک ساخته و از این نظر رکورددار کهکشان‌هاست. این کهکشان می‌تواند به ما در بازنویسی نظریه‌های پیدایش کهکشان‌ها کمک کند.
عکس سمت چپ نمای گسترده‌ای از خوشه‌ی گیسو را نشان می‌دهد و عکس سمت راست نمای نزدیکی از آنست که کهکشان کشیده‌ی آسیابک ۴۴ و هاله‌ی پیرامون هسته‌اش -مانند هاله‌ی راه شیری- را نشان می‌دهد. تصویر سمت راست در اندازه‌ی بزرگ‌تر
کهکشان آسیابک ۴۴ از نظر جرم همتای راه شیری است، ولی در شمار ستارگان و همچنین در ساختار مخالف آنست.

پیتر ون دوکام از دانشگاه ییل می‌گوید: «اگر به جای هر ۱۰۰ ستاره‌ی کهکشان راه شیری، یک ستاره بگذارید به شمار ستارگان این کهکشان نزدیک می‌شوید. همچنین باید این ستارگان کم‌شمار را با هم بیامیزید و همه را به یک توده از ستاره [به بزرگی راه شیر] تبدیل کنید.» کهکشانی که به دست می‌آید نه ساختار مارپیچی راه شیری را دارد و نه قرص تخت آن را.

چشم یک آسیابک
ون دوکام و همکارانش در سال ۲۰۱۴ به کمک آرایه‌ای از عدسی‌های تله‌فوتو، این کهکشان که به عنوان یک "کهکشان فرا-افشان" (Ultra-Diffuse Galaxy) یا UDG شناخته می‌شود را در میان همسایگانش شناسایی کردند.

ون دوکام می‌گوید: «با کنار هم گذاشتن همه‌ی این عدسی‌ها و پدید آوردن ساختاری مانند چشم یک حشره، نور بسیار بیشتری دریافت می‌کردیم.» به همین دلیل آنها این آرایه را Dragonfly یا آسیابک (حشر‌ه‌ای مانند سنجاقک) نامیدند.

هنگامی که این دانشمندان آرایه‌ی دراگون‌فلای را رو به خوشه‌ی غول‌پیکر گیسو در فاصله‌ی ۳۲۰ میلیون سال نوری گرفتند، ۴۷ لکه‌ی کم‌نور مشاهده کردند: کهکشان‌هایی دستکم به بزرگی راه شیری، به پهنای ۱۰۰ هزار سال نوری، ولی با ستارگانی بسیار کم‌شمار که آنها را به اندازه‌ی یک کهکشان کوتوله کم‌نور کرده بود.

دو توضیح برای این کهکشان‌ها وجود دارد: یکی این که ماده‌ی تاریک -جوهره‌ای نادیدنی که گمان می‌رود حدود ۸۵% جرم کیهان را تشکیل داده باشد- این ستارگان را در چنین حجم بزرگی کنار هم نگه داشته. دیگری این که پیوند میان ستارگان آنها ناپایدار است- و کشاکش‌های گرانشی در خوشه‌ی پرآشوب گیسو آنها را از هم جدا کرده و در چنین فضای گسترده‌ای پراکنده ساخته.

چرا این همه ماده‌ی تاریک؟
برای یافتن پاسخ، ون دوکام و همکارانش به کمک طیف‌نگار تلسکوپ ۱۰ متری کک ۲ در موناکی هاوایی، یکی از بزرگ‌ترین این کهکشان‌ها به نام آسیابک ۴۴ را بررسی کردند. از این راه توانستند سرعت جابجایی ستارگان این کهکشان در پهنه‌ی آن را سنجیده و بدین ترتیب جرمش را برآورد کنند (هر چه سرعت ستارگان بیشتر باشد کهکشان پرجرم‌تر است).

سرعت ستارگان کهکشان آسیابک ۴۴ برابر با ۴۷ کیلومتر بر ساعت بود، یعنی این کهکشان جرمی هم‌ارز یک تریلیون خورشید داشت. یعنی این کهکشان با این مقدار کم ماده‌ی معمولی (ستارگان)، می‌بایست ۹۹.۹۹ درصدش از ماده‌ی تاریکی درست شده باشد که همه‌ی ستارگانش را کنار هم نگه داشته. ۹۹.۹۹% بسیار بیشتر از نسبت کلی کیهان (۸۵%) است. نسبت ماده‌ی تاریک این کهکشان حتی از کهکشان تاریک دیگری که اوایل امسال در خوشه‌ی دوشیزه یافته شد و نسبت ماده‌ی تاریکش ۹۹.۹۶% بود هم بیشتر است.

روند پیدایش چنین کهکشان‌های تاریکی دانشمندان را سردرگم کرده. مارلا گیها از دانشگاه ییل می‌گوید: «سخت است که از روی تصویر نظر بدهیم، ولی نتیجه‌گیری این پژوهش خلاف شناخت من از روند شکل‌گیری کهکشان‌هاست. من امیدوارم که این اجرام کمیاب باشند و/یا تنها در محیط‌های ویژه‌ای مانند خوشه‌های کهکشانی چگال پدید بیایند، وگرنه شاید ناچار شویم نظریه‌ی پیدایش کهکشان‌ها را دوباره بنویسیم.»

گزارش این پژوهش در نشریه‌ی آستروفیزیکال جورنال لترز منتشر شده.

-------------------------------------------------
کانال تلگرام یک ستاره در هفت آسمان:

واژه نامه:
Milky Way - galaxy - Dragonfly 44 - star - Pieter van Dokkum - Yale University - spiral structure - disc - dragonfly - telephoto lens - Coma cluster - dwarf galaxy - dark matte - spectrograph - Keck II telescope - Mauna Kea - Hawaii - sun - Virgo cluster - Marla Geha - galaxy cluster - Astrophysical Journal Letters

منبع: newscientist

Blogger template 'Browniac' by Ourblogtemplates.com 2008

بالای صفحه