يشير بحث جديد إلى أن الهالة الفرعية الكثيفة من المادة المظلمة ذاتية التفاعل هي المسؤولة عن تكوينات الانتفاخ والفجوة في التيار النجمي GD-1، مما يتحدى نظريات المادة المظلمة
تمكن علماء الفيزياء من حل لغز قديم يتعلق بالتيار النجمي GD-1، وهي ظاهرة بارزة ومدروسة كثيرًا داخل هالة مجرة درب التبانة. GD-1، المعروف ببنيته الطويلة والرفيعة وتكويناته غير العادية، كان لغزا للباحثين لسنوات عديدة.
يدعي فريق بقيادة Ai Bo Yu أن هذه التكوينات الغريبة ناتجة عن هالة فرعية من SIDM (المادة المظلمة ذاتية التفاعل) التي ينهار جوهرها. يمكن لهذه الهالة الفرعية، وهي قمر صناعي كثيف من المادة المظلمة داخل الهالة المجرية، أن تفسر الأنماط الغريبة للتيار.
توفر النتائج رؤى جديدة حول سلوك المادة المظلمة ودورها في تشكيل الكون.
التدفق النجمي عبارة عن مجموعة من النجوم تتحرك معًا على طول مسار مشترك. تشير الفجوة إلى انخفاض الكثافة المحلية على طول التيار، في حين أن الانتفاخ هو الكثافة الزائدة للنجوم التي تبرز للأمام من الجسم المركزي للتيار. تحدد المادة المظلمة حركة تيارات النجوم، لذلك يمكن لعلماء الفلك استخدامها للكشف عن المادة المظلمة غير المرئية في المجرة.
الهالة المجرية لمجرة درب التبانة، وهي منطقة كروية إلى حد ما تحيط بالمجرة، تحتوي على مادة مظلمة وتمتد إلى ما وراء الحافة المرئية للمجرة. يمكن العثور على حمالات الصدر من تيارات النجوم الشهيرة للحليب כאן.
اكتشف علماء الفلك أن تكوينات الفجوة والانتفاخ للتيار النجمي GD-1 لا يمكن أن تُعزى بسهولة إلى تأثيرات الجاذبية للمجموعات الكروية المعروفة أو المجرات التابعة لمجرة درب التبانة. ومع ذلك، يمكن تفسير هذه التكوينات من خلال جسم متداخل غير معروف، مثل الهالة الفرعية. لكن كثافة الجسم يجب أن تكون أعلى بكثير مما كان متوقعًا من هالات CDM التقليدية (المادة المظلمة الباردة).
وأوضح يو، أستاذ الفيزياء وعلم الفلك: "عادةً لا تتمتع الهالات الفرعية لـ CDM بالكثافة اللازمة لتشكيل التكوينات الخاصة التي لوحظت في تيار GD-1". "لكن دراستنا أظهرت أن الهالة الفرعية المنهارة لـ SIDM يمكن أن تحقق الكثافة اللازمة. مثل هذه الهالة الفرعية المدمجة ستكون كثيفة بما يكفي لممارسة تأثير الجاذبية اللازم لشرح الاضطرابات المرصودة في تيار GD-1."
ويُعتقد أن المادة المظلمة، التي لا يمكن رؤيتها بشكل مباشر، تشكل 85% من المادة الموجودة في الكون. طبيعتها ليست مفهومة بما فيه الكفاية. وفقا لـ CDM، نظرية المادة المظلمة الشائعة، فإن جسيمات المادة المظلمة غير قابلة للتصادم. وفقًا لـ SIDM، وهو الشكل النظري للمادة المظلمة، تتفاعل جزيئات المادة المظلمة ذاتيًا من خلال قوة مظلمة جديدة.
استخدم يو وفريقه في دراستهم عمليات محاكاة عددية تسمى محاكاة الجسم N لنمذجة سلوك الهالة الفرعية SIDM المنهارة.
وقال يي: "تقدم النتائج التي توصلنا إليها تفسيرا جديدا لتكوينات الانتفاخ والفجوة في GD-1، والتي كان يعتقد منذ فترة طويلة أنها تشير إلى مواجهة وثيقة مع العظام الكثيفة". "في السيناريو الخاص بنا، العامل المزعج هو الهالة الفرعية SIDM، التي تعطل التوزيع المكاني وسرعة تشتت النجوم في التدفق وتخلق التكوينات الخاصة التي نراها في التدفق النجمي GD-1."
ووفقا ليو، فإن هذا الاكتشاف يوفر أيضًا نظرة ثاقبة لطبيعة المادة المظلمة نفسها.
وقال: "يفتح هذا البحث طرقًا جديدة وواعدة لدراسة خصائص التفاعل الذاتي للمادة المظلمة من خلال التدفقات النجمية". "هذه خطوة مثيرة للأمام في فهمنا للمادة المظلمة وديناميكيات درب التبانة."
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
תגובה אחת
حاليا، المادة المظلمة هي موقع القرن الحادي والعشرين.
لم يثبت أحد وجودها تجريبيًا حتى الآن، وربما في المستقبل سيحاول شخص ما القيام بذلك ولكنه سينجح في فعل العكس تمامًا، على غرار تجربة مايكلسون موريلي.