المجرة القزمة I Zwicky 18. حقوق الصورة: NASA. اضغط للتكبير
لقد سمحت الأدلة التي كشفت عنها النظرة الحادة لتلسكوب هابل الفلكي للفلكيين برسم موقع "المادة المظلمة" غير المرئية بتفاصيل غير مسبوقة في مجموعتين صغيرتين من المجرات.
أعلن فريق معهد علوم التلسكوب الفضائي بجامعة جونز هوبكنز النتائج التي توصل إليها في عدد ديسمبر من مجلة الفيزياء الفلكية. (ظهرت ملاحظات أخرى أقل تفصيلاً في عدد يناير 2005 من هذا المنشور).
قال ميونغكوك جيمس جي ، مؤلف مشارك في الدراسة ، إن نتائج الفريق تضفي مصداقية على النظرية القائلة بأن المجرات التي يمكننا رؤيتها تتشكل في المناطق الأكثر كثافة من "الشبكات الكونية" للمادة المظلمة غير المرئية ، تمامًا مثلما يتجمع الزبد فوق أمواج المحيط. عالم في قسم هنري أ. رولاند للفيزياء وعلم الفلك في كلية كريجر للفنون والعلوم بجامعة جونز هوبكنز.
قال جي: "إن التقدم في تكنولوجيا الكمبيوتر يسمح لنا الآن بمحاكاة الكون بأكمله واتباع اندماج المادة في النجوم والمجرات وعناقيد المجرات وشعيرات طويلة جدًا من المادة من مائة ألف عام حتى الوقت الحاضر". "ومع ذلك ، من الصعب للغاية التحقق من نتائج المحاكاة من خلال المراقبة ، لأن المادة المظلمة لا تنبعث منها الضوء."
قال جي إن الفريق قام بقياس "الجاذبية" الدقيقة في صور هابل؟ أي التشوهات الصغيرة لأشكال المجرات الناتجة عن الجاذبية من المادة المظلمة غير المرئية؟ لإنتاج خرائط تفصيلية للمادة المظلمة. لقد أجروا ملاحظاتهم في مجموعتين من المجرات التي كانت تتشكل عندما كان الكون حوالي نصف عمره الحالي.
قال جي: "الصور التي التقطناها تظهر بوضوح أن المجرات العنقودية تقع في أكثر المناطق كثافة بهالات المادة المظلمة ، والتي يتم تقديمها باللون الأرجواني في صورنا".
يدعم العمل نظرية أن المادة المظلمة؟ الذي يشكل 90 بالمئة من المادة في الكون؟ قال جي إن المادة المرئية يجب أن تتحد في نفس الأماكن لأن الجاذبية تجمعها معًا. يجب أن تجذب تركيزات المادة المظلمة المادة المرئية ، ونتيجة لذلك ، تساعد في تكوين النجوم المضيئة والمجرات وعناقيد المجرات.
تقدم المادة المظلمة واحدة من أكثر المشاكل المحيرة في علم الكون الحديث. غير مرئي ، ولكن هناك بلا شك؟ يمكن للعلماء قياس آثاره؟ خصائصها الدقيقة لا تزال بعيدة المنال. كانت المحاولات السابقة لرسم خريطة للمادة المظلمة بالتفصيل بواسطة التلسكوبات الأرضية معاقة بسبب الاضطراب في الغلاف الجوي للأرض ، مما أدى إلى تشويش الصور الناتجة.
قال هولاند فورد ، أحد مؤلفي الصحيفة وأستاذ الفيزياء وعلم الفلك في جامعة جونز هوبكنز: "إن المراقبة من خلال الغلاف الجوي مثل محاولة رؤية تفاصيل صورة في أسفل حوض سباحة مليء بالموجات".
تمكن فريق Johns Hopkins-STScI من التغلب على عقبة الغلاف الجوي من خلال استخدام تلسكوب هابل الفضائي. كان تركيب الكاميرا المتقدمة للاستطلاعات في هابل منذ ثلاث سنوات بمثابة نعمة إضافية ، مما زاد من كفاءة اكتشاف HST السابق بعامل 10.
ركز الفريق على مجموعتين من المجرات (يحتوي كل منهما على أكثر من 400 مجرة) في السماء الجنوبية.
قال ريتشارد وايت ، مؤلف فلكي STScI الذي يرأس أيضًا أرشيف بيانات هابل لـ STScI: "كانت هذه الصور تهدف في الواقع إلى دراسة المجرات في التجمعات ، وليس عدسات المجرات الخلفية". "لكن حدة وحساسية الصور جعلتها مثالية لهذا المشروع. هذا هو الجمال الحقيقي لصور هابل: سيتم استخدامها لسنوات لإجراء تحقيقات علمية جديدة ".
نتيجة تحليل الفريق هي سلسلة من الصور المفصلة بدقة والمحاكاة بالكمبيوتر والتي توضح موقع المادة المظلمة. وفقًا لـ Jee ، توفر هذه الصور للباحثين فرصة غير مسبوقة لاستنتاج خصائص المادة المظلمة.
قال جي إن البنية المتجمعة للمادة المظلمة حول المجرات العنقودية تتسق مع الاعتقاد الحالي بأن جزيئات المادة المظلمة "أقل من التصادم". على عكس جزيئات المادة الطبيعية ، يعتقد الفيزيائيون ، أنها لا تصطدم وتنتشر مثل كرات البلياردو ولكنها ببساطة تمر عبر بعضها البعض.
"لا تقذف الجسيمات الأقل تصادمًا ، كما تفعل ذرتان هيدروجين. إذا كان جزيئات المادة المظلمة متصادمة ، فسنلاحظ توزيعًا أكثر سلاسة للمادة المظلمة ، دون أي هياكل متكتلة صغيرة الحجم.
قال فورد أن هذه الدراسة تُظهر أن ACS مفيد بشكل فريد لدراسات العدسات التثاقلية وسيعزز بمرور الوقت بشكل كبير فهم تكوين وتطور البنية الكونية ، وكذلك المادة المظلمة.
قال فورد: الباحث الرئيسي لـ ACS وقائد الفريق العلمي.
يتركز فريق العلوم والهندسة لدى ACS في جامعة جونز هوبكنز ومعهد علوم تلسكوب الفضاء في حرم جامعة هوموود في بالتيمور. كما يشمل علماء من جامعات رئيسية أخرى في الولايات المتحدة وأوروبا. تم تطوير ACS بواسطة الفريق بموجب عقد NASA NAS5-32865 ودعم هذا البحث بمنحة NASA NAG5-7697.
المصدر الأصلي: بيان صحفي JHU
