تويت
ما زلنا لا نعرف ماهية المادّة المظلمة، لكنّ بحثًا جديدًا قرّبنا خطوةً نحو معرفة أين سترسو المادة المظلمة.
وفقًا لعلماء الفيزياء الفلكية من أستراليا، وإسبانيا، فضوء النجوم الباقي بين العناقيد المجرّية الضخمة هو لافتة عملاقة تقول بالخط العريض: «المادة المظلمة هنا».
في الواقع، يزعمون أنّها أكثر دقّة من أي طريقة لتحديد خرائط المادّة المظلمة طُوّرَت حتى الآن، ويمكن أن تساعد علماء الفلك على فهم مصدر الجاذبية الغامض وغير المرئي هذا.
قالت عالمة الفيزياء الفلكية (ميريا مونتيس – Mireia Montes) من جامعة (نيو ساوث ويلز – New South Wales) في أستراليا:
«وجدنا طريقة لكي “نرى” المادّة المظلمة، لقد وجدنا أنّ الضوء الخافت جدًّا في العناقيد المجرّية، الضوء ما بين العنقودي، يحدّد كيفيّة توزّع المادة المظلمة».
لقد حيّرت المادة المظلمة الفلكيينَ لفترة طويلة. نعلم أنّ هناك شيئًا ما هناك يتفاعل جاذبيًّا مع المادّة العادية في الكون.
في الواقع، آثارها قويّة لدرجة أنّه يُقدّر أنّ هذه المادة الغامضة تشكّل 85٪ من كلّ المادة الموجودة في الكون.
لكنّنا لا نستطيع كشفها مباشرةً، ما يعني أنّ علينا معرفة مكانها باستخدام وسائل غير مباشرة.
أمّا بصدد هذا البحث الجديد، فإنّ هذا يعني أنّه من بين تلك الوسائل الضوء الخافت، والمنتشر بين 6 عناقيد مجرّية، الّذي يصوّره (هابل – Hubble) كجزء من تعاون ميداني رائد بين مناظير: هابل، و(تشاندرا – Chandra)، و(سبيتزر – Spitzer).
يُدعى هذا الضوء بالضوء ما بين العنقودي؛ وهو نتيجةٌ لتفاعلات مدمّرة بين المجرّات. خلال هذه التفاعلات، يمكن أن تُنتزع النجوم من مجرّاتها الأم وتُطرد إلى الفضاء بين المجرّات. بمجرّد الوصول إلى هناك، ينتهي بهم المطاف في بقعةٍ متراصفة بترتيبٍ مع خارطة الجاذبية للعنقود .
هذا أيضًا هو المكان الذي توجد فيه أغلب كتلة العنقود بهيئة مادّة مظلمة.
قالت مونتيس: «إنّ السبب في أنّ الضوء ما بين العنقودي متتبّعٌ ممتاز للمادّة المظلمة في عناقيد المجرّات هو أنّ كلًّ من المادّة المظلمة، وهذه النجوم التي تشكّل الضوء ما بين العنقودي تطفو بحريّة ضمن القدرة الجاذبة للعنقود نفسه لذا فهي تتّبع نفس الجاذبية بالضبط».
«لقد وجدنا طريقةً جديدة لرؤية الموقع حيث ينبغي أن تكون المادة المظلمة، لأنّك تتتبّع بالضبط نفس القدرة الجاذبة. يمكننا أن نضيء، باستخدام وهجٍ خافتٍ جدًّا، موضع المادة المظلمة».
وتعني النتيجة أنّه بمجرّد استخدام مراقبات التصوير العميق للعناقيد المجرّية، فيمكن لعلماء الفيزياء الفلكية أن يحدّدوا بدقة مكان تواجد المادة المظلمة.
هذه الطريقة الأكثر بساطة وفعاليّة من أفضل طريقة موجودة حاليًّا، تستخدم عدسات الجاذبية، أو الطريقة التي تحني بها كتل كبيرة من المادّة الضوءَ المنبعث من الأشياء الساطعة خلف تلك الكتل. يتطلّب هذا أوّلًا وجود عدسة، وشيءٍ مضيء بشكل كافٍ خلفها؛ ثمَّ ـ فوق ذلك كلّه – التحليل الطيفي المهدر للوقت.
قارنَ الفريق نتائجهم مع الخرائط السابقة للمادّة المظلمة باستخدام عدسات الجاذبية، والمسافة المعدّلة(Hausdorff)، وهي مقياس يُستخدم لمطابقة الأشكال.
ووجد الباحثون أنّ ملامح الضوء ما بين العنقودي تتطابق «بشكلٍ رائع» مع ملامح خرائط المادة المظلمة.
لذا، ربّما يستطيع علماء الفلك استخدام هذه الطريقة لإجراء مسح لعدد أكبر من العناقيد المجرّية، أكثر من طريقة عدسات الجاذبية، في نفس المدّة الزمنية؛ ما يُسرّع عمليّة تحديد خارطة للمادّة المظلمة في الكون، والمضي قُدُمًا نحو فهم أكبر لكيفية ربط المادّة المظلمة لكلِّ شيءٍ معًا.
الخطوة التالية هي إلقاء نظرة عن كثب على العناقيد المجرّية الستة في المسح الميداني الرائد لمعرفة ما إذا كانت هذه الطريقة تحتفظ ببياناتها، ولزيادتها.
في النهاية، يرغبون في معرفة ما إذا كان يمكن استخدامها بنطاق أصغر على مجرّات مفردة.
قالت مونتيس: «هذه الطريقة تسمح لنا بوصف الطبيعة النهائية للمادة المظلمة بطريقة إحصائية».
وقد نُشر بحث الفريق في مجلة الإشعارات الشهرية (Monthly Notices) للجمعية الملكية الفلكية (Royal Astronomical Society)، ويمكن قراءته بالكامل على “arXiv”.
وفقًا لعلماء الفيزياء الفلكية من أستراليا، وإسبانيا، فضوء النجوم الباقي بين العناقيد المجرّية الضخمة هو لافتة عملاقة تقول بالخط العريض: «المادة المظلمة هنا».
في الواقع، يزعمون أنّها أكثر دقّة من أي طريقة لتحديد خرائط المادّة المظلمة طُوّرَت حتى الآن، ويمكن أن تساعد علماء الفلك على فهم مصدر الجاذبية الغامض وغير المرئي هذا.
قالت عالمة الفيزياء الفلكية (ميريا مونتيس – Mireia Montes) من جامعة (نيو ساوث ويلز – New South Wales) في أستراليا:
«وجدنا طريقة لكي “نرى” المادّة المظلمة، لقد وجدنا أنّ الضوء الخافت جدًّا في العناقيد المجرّية، الضوء ما بين العنقودي، يحدّد كيفيّة توزّع المادة المظلمة».
لقد حيّرت المادة المظلمة الفلكيينَ لفترة طويلة. نعلم أنّ هناك شيئًا ما هناك يتفاعل جاذبيًّا مع المادّة العادية في الكون.
في الواقع، آثارها قويّة لدرجة أنّه يُقدّر أنّ هذه المادة الغامضة تشكّل 85٪ من كلّ المادة الموجودة في الكون.
لكنّنا لا نستطيع كشفها مباشرةً، ما يعني أنّ علينا معرفة مكانها باستخدام وسائل غير مباشرة.
أمّا بصدد هذا البحث الجديد، فإنّ هذا يعني أنّه من بين تلك الوسائل الضوء الخافت، والمنتشر بين 6 عناقيد مجرّية، الّذي يصوّره (هابل – Hubble) كجزء من تعاون ميداني رائد بين مناظير: هابل، و(تشاندرا – Chandra)، و(سبيتزر – Spitzer).
يُدعى هذا الضوء بالضوء ما بين العنقودي؛ وهو نتيجةٌ لتفاعلات مدمّرة بين المجرّات. خلال هذه التفاعلات، يمكن أن تُنتزع النجوم من مجرّاتها الأم وتُطرد إلى الفضاء بين المجرّات. بمجرّد الوصول إلى هناك، ينتهي بهم المطاف في بقعةٍ متراصفة بترتيبٍ مع خارطة الجاذبية للعنقود .
هذا أيضًا هو المكان الذي توجد فيه أغلب كتلة العنقود بهيئة مادّة مظلمة.
قالت مونتيس: «إنّ السبب في أنّ الضوء ما بين العنقودي متتبّعٌ ممتاز للمادّة المظلمة في عناقيد المجرّات هو أنّ كلًّ من المادّة المظلمة، وهذه النجوم التي تشكّل الضوء ما بين العنقودي تطفو بحريّة ضمن القدرة الجاذبة للعنقود نفسه لذا فهي تتّبع نفس الجاذبية بالضبط».
«لقد وجدنا طريقةً جديدة لرؤية الموقع حيث ينبغي أن تكون المادة المظلمة، لأنّك تتتبّع بالضبط نفس القدرة الجاذبة. يمكننا أن نضيء، باستخدام وهجٍ خافتٍ جدًّا، موضع المادة المظلمة».
وتعني النتيجة أنّه بمجرّد استخدام مراقبات التصوير العميق للعناقيد المجرّية، فيمكن لعلماء الفيزياء الفلكية أن يحدّدوا بدقة مكان تواجد المادة المظلمة.
هذه الطريقة الأكثر بساطة وفعاليّة من أفضل طريقة موجودة حاليًّا، تستخدم عدسات الجاذبية، أو الطريقة التي تحني بها كتل كبيرة من المادّة الضوءَ المنبعث من الأشياء الساطعة خلف تلك الكتل. يتطلّب هذا أوّلًا وجود عدسة، وشيءٍ مضيء بشكل كافٍ خلفها؛ ثمَّ ـ فوق ذلك كلّه – التحليل الطيفي المهدر للوقت.
قارنَ الفريق نتائجهم مع الخرائط السابقة للمادّة المظلمة باستخدام عدسات الجاذبية، والمسافة المعدّلة(Hausdorff)، وهي مقياس يُستخدم لمطابقة الأشكال.
ووجد الباحثون أنّ ملامح الضوء ما بين العنقودي تتطابق «بشكلٍ رائع» مع ملامح خرائط المادة المظلمة.
لذا، ربّما يستطيع علماء الفلك استخدام هذه الطريقة لإجراء مسح لعدد أكبر من العناقيد المجرّية، أكثر من طريقة عدسات الجاذبية، في نفس المدّة الزمنية؛ ما يُسرّع عمليّة تحديد خارطة للمادّة المظلمة في الكون، والمضي قُدُمًا نحو فهم أكبر لكيفية ربط المادّة المظلمة لكلِّ شيءٍ معًا.
الخطوة التالية هي إلقاء نظرة عن كثب على العناقيد المجرّية الستة في المسح الميداني الرائد لمعرفة ما إذا كانت هذه الطريقة تحتفظ ببياناتها، ولزيادتها.
في النهاية، يرغبون في معرفة ما إذا كان يمكن استخدامها بنطاق أصغر على مجرّات مفردة.
قالت مونتيس: «هذه الطريقة تسمح لنا بوصف الطبيعة النهائية للمادة المظلمة بطريقة إحصائية».
وقد نُشر بحث الفريق في مجلة الإشعارات الشهرية (Monthly Notices) للجمعية الملكية الفلكية (Royal Astronomical Society)، ويمكن قراءته بالكامل على “arXiv”.