انطباع فنان عن اصطدام مجرتين. حقوق الصورة: ESO اضغط للتكبير
المادة المظلمة هي مادة غامضة يبدو أنها تمثل 25 ٪ من كتلة الكون. قام علماء الفلك الأوروبيون بقياس كمية المادة المظلمة في العديد من المجرات ، ووجدوا أن جزءًا كبيرًا منها غير متوازن. حركاتهم الداخلية منزعجة للغاية. وهذا يعني أن العديد من المجرات - ما يصل إلى 40٪ - مرت مؤخرًا بعمليات اندماج أو قرب تصادمات.
أثناء دراسة عدة عشرات من المجرات البعيدة ، وجد فريق دولي من علماء الفلك أن المجرات تحتوي على نفس الكمية من المادة المظلمة نسبة إلى النجوم قبل 6 مليارات سنة كما هي الآن. إذا تم تأكيد ذلك ، فهذا يشير إلى وجود تفاعل أقرب بكثير بين المادة المظلمة والمادة العادية مما كان يعتقد في السابق. وجد العلماء أيضًا أن ما يصل إلى 4 مجرات من أصل 10 غير متوازنة. تلقي هذه النتائج ضوءًا جديدًا على كيفية تشكل المجرات وتطورها لأن الكون كان نصف عمره الحالي فقط.
قال فرانسوا هامر ، مرصد باريس ، فرنسا وأحد قادة الفريق: "قد يعني هذا أن التصادمات والاندماج مهمان في تكوين وتطور المجرات".
كان العلماء مهتمين بمعرفة كيف تطورت المجرات البعيدة - وبالتالي رؤيتها كما كانت عندما كان الكون أصغر سنًا - إلى المجرات القريبة. على وجه الخصوص ، أرادوا دراسة أهمية المادة المظلمة في المجرات.
قال هيكتور فلوريس ، زميل مشارك ، "إن المادة المظلمة التي تشكل حوالي 25٪ من الكون ، هي كلمة بسيطة لوصف شيء لا نفهمه حقًا". "من النظر إلى كيفية دوران المجرة ، نعلم أن المادة المظلمة يجب أن تكون موجودة ، وإلا فإن هذه الهياكل العملاقة ستذوب فقط."
في المجرات القريبة ، وفي مجرتنا درب التبانة لهذه المسألة ، وجد علماء الفلك أن هناك علاقة بين كمية المادة المظلمة والنجوم العادية: لكل كيلوغرام من المواد داخل النجم يوجد ما يقرب من 30 كيلوغرام من المادة المظلمة. ولكن هل هذه العلاقة بين المادة المظلمة والعادية لا تزال قائمة في ماضي الكون؟
وهذا يتطلب قياس السرعة في أجزاء مختلفة من المجرات البعيدة ، وهي تجربة صعبة نوعًا ما: لم تكن القياسات السابقة قادرة بالفعل على فحص هذه المجرات بتفاصيل كافية ، حيث كان عليها تحديد شق واحد ، أي اتجاه واحد ، عبر المجرة.
تغيرت الأمور مع توافر مقياس طيفي GIRAFFE متعدد الأغراض ، والذي تم تثبيته الآن على تلسكوب وحدة Kueyen Unit الذي يبلغ طوله 8.2 متر من تلسكوب ESO's كبير جدًا (VLT) في مرصد بارانال (تشيلي).
في وضع واحد ، يُعرف باسم "التحليل الطيفي ثلاثي الأبعاد" أو "المجال المتكامل" ، يمكن لهذه الأداة الحصول على أطياف متزامنة لمناطق أصغر من الأجسام الممتدة مثل المجرات أو السدم. لهذا ، 15 حزمة من الألياف القابلة للنشر ، تسمى وحدات الحقل المتكاملة (IFUs) ، راجع. يتم استخدام ESO PR 01/02 ، لإجراء قياسات دقيقة للمجرات البعيدة. كل IFU عبارة عن مجموعة عدسات ثنائية الأبعاد مجهريّة ومتطورة مع فتحة عدسة 3 x 2 arcsec2 في السماء. إنه يشبه عين الحشرة ، مع عشرين عدسة صغيرة مقرونة بألياف بصرية تقود الضوء المسجل عند كل نقطة في الحقل إلى فتحة دخول الطيف.
قال ماتيو بوتش ، المؤلف الرئيسي لإحدى الأوراق التي تقدم: "إن GIRAFFE على VLT من ESO هو الأداة الوحيدة في العالم القادرة على تحليل الضوء القادم من 15 مجرة تغطي مجال رؤية بحجم تقريبًا القمر الكامل". النتائج. "يتم تقسيم كل مجرة يتم ملاحظتها في هذا الوضع إلى مناطق أصغر متواصلة يتم الحصول على أطيافها في نفس الوقت."
استخدم الفلكيون GIRAFFE لقياس حقول السرعة لعدة عشرات من المجرات البعيدة ، مما أدى إلى اكتشاف مدهش أن ما يصل إلى 40 ٪ من المجرات البعيدة كانت "غير متوازنة" - كانت حركاتها الداخلية مضطربة للغاية - علامة محتملة على أنها ما زالت تظهر آثار التصادم بين المجرات.
عندما اقتصروا على تلك المجرات فقط التي وصلت إلى توازنها على ما يبدو ، وجد العلماء أن العلاقة بين المادة المظلمة والمحتوى النجمي لم تتطور خلال الستة مليارات سنة الماضية.
بفضل الدقة الطيفية الرائعة ، تسمح GIRAFFE أيضًا لأول مرة بدراسة توزيع الغاز كدالة لكثافته في مثل هذه المجرات البعيدة. تكشف النتائج الأكثر روعة عن تدفق محتمل للغاز والطاقة مدفوعًا بالتشكيل النجمي المكثف داخل المجرة ومنطقة عملاقة من الغاز الساخن جدًا (منطقة HII) في مجرة متوازنة تنتج العديد من النجوم.
قال فرانسيس هامر: "يمكن توسيع هذه التقنية للحصول على خرائط للعديد من الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمجرات البعيدة ، مما يمكننا من دراسة كيفية تجميع كتلتها طوال حياتها بالتفصيل". "في كثير من النواحي ، تعطينا GIRAFFE ووضعها المتعدد المجالات طعمًا أولًا لما سيتم تحقيقه باستخدام التلسكوبات الكبيرة جدًا في المستقبل."
المصدر الأصلي: ESO News Release
