يتتبع تلسكوب هابل نجوم مجرة قزمة لرسم خريطة للمادة المظلمة

يتتبع تلسكوب هابل نجوم مجرة قزمة لرسم خريطة للمادة المظلمة

يتتبع تلسكوب هابل نجوم مجرة قزمة لرسم خريطة للمادة المظلمة

أظهر تلسكوب هابل الفضائي أن المادة المظلمة تتركز داخل قلب مجرة قزمة قريبة، وهو اكتشاف يسرع في إنقاذ النموذج القياسي لعلم الكونيات. يتنبأ هذا النموذج بشكل أساسي بأن تكون المادة المظلمة "باردة"، لكن النتائج الحديثة بدأت تشير إلى أن المادة "دافئة". ومع ذلك، فإن هذه الملاحظات الجديدة تقع في جانب النموذج القياسي.

المادة المظلمة هي مادة غير مرئية يُزعم أنها تشكل 85% من كتلة الكون، لكن لا أحد يعرف ما هي المادة المظلمة في الواقع، أو كيف تتصرف بالضبط. أفضل فكرة لدينا هي أنه بارد، وهو ما يعني، بعبارة أخرى، أنه من المتوقع أن يتكون من جسيم منخفض الطاقة لا يتحرك هنا وهناك، ولكنه بطيء الحركة وقادر على التكتل معًا لتكوين هالات ضخمة تنمو بداخلها المجرات. يعد مفهوم المادة المظلمة الباردة (CDM) وتأثيرها على تكوين البنية في الكون جزءًا مهمًا من النموذج القياسي الحالي لعلم الكونيات. يُعرف هذا الجزء باسم Lambda-CDM (تشير كلمة lambda إلى الطاقة المظلمة).

المجرة التي تنمو داخل تلك الهالة. يطلق علماء الفلك على هذه المادة اسم "الحدبة" بسبب الشكل الذي تشكله على الرسم البياني لكثافة المادة المظلمة بالنسبة إلى نصف قطرها من مركز المجرة.

ومع ذلك، فقد أذهلت علماء الفلك بعض الملاحظات الحديثة للمجرات القزمة التي ألمحت إلى أن المادة المظلمة قد تتصرف بشكل مختلف عما كانوا يعتقدون. بدلاً من التصرف مثل المادة المظلمة الباردة والتكتل بكثافة في قلب هالة المادة المظلمة، تشير هذه الملاحظات إلى أن المادة المظلمة قد تكون موزعة بالتساوي في جميع أنحاء المجرة بدلاً من ذلك. قد تكون هذه علامة على أن المادة المظلمة "دافئة"، أو لديها ما يكفي من الطاقة حتى لا تتجمع معًا كثيرًا. إذا كان هذا صحيحًا، فسيكون له تداعيات كبيرة على نماذجنا الكونية التي تعتمد على قدرة المادة المظلمة على التجمع بطرق معينة.

ذات صلة: اكتشف تلسكوب هابل الفضائي أقرب ثقب أسود ضخم إلى الأرض – وهو دليل كوني مجمد في الوقت المناسب

الآن، قام علماء الفلك بقيادة إدواردو فيترال من معهد علوم التلسكوب الفضائي (STScI) في بالتيمور بولاية ماريلاند، بوضع هذا على المحك.

المجرات القزمة هي أفضل مكان لدراسة المادة المظلمة لأنها، نسبيًا، لديها أعلى وفرة من المادة المظلمة من أي نوع من المجرات. وتدور مجرة دراكو القزمة، التي تم اختيارها لهذه الدراسة، حول مجرتنا درب التبانة على مسافة 250 ألف سنة ضوئية من الأرض. توجد في أرشيفات هابل بيانات تصف حركات النجوم في قزم دراكو على مدى 18 عامًا، بين عامي 2004 و2022. وتمكن فريق فيترال من استخدام هذه الحركات لحساب قياس دقيق لمجال جاذبية قزم دراكو، ومن ثم توزيع توزيع الجاذبية. كتلتها، بما في ذلك الجزء المخصص للمادة المظلمة.

من خلال الجمع بين "الحركات الصحيحة" للنجوم – أي حركتها عبر السماء – مع حركاتها الشعاعية نحونا أو بعيدًا عنا والتي يمكن اكتشافها على أنها إما انزياح أزرق أو انزياح أحمر في الضوء، تمكن فريق فيترال من تتبع الحركات. من النجوم في قزم دراكو في 3D .

وقال سانجمو توني سون، عضو الفريق من STScI: "عند قياس الحركات الصحيحة، يمكنك ملاحظة موقع النجم في حقبة واحدة، ثم بعد سنوات عديدة قياس موقع هذا النجم نفسه. يمكنك قياس الإزاحة لتحديد مقدار تحركه". بالوضع الحالي. "بالنسبة لهذا النوع من المراقبة، كلما طال انتظارك، كلما تمكنت من قياس تحول النجوم بشكل أفضل."

من المؤكد أن طول عمر هابل في الفضاء يعد ميزة هنا، كما هو الحال مع دقة وضوحه القوية من موقعه المرتفع فوق الغلاف الجوي المضطرب للأرض. إن الحركة الصحيحة لنجوم دراكو القزمة على مدار 18 عامًا على مسافة ربع مليون سنة ضوئية هي حركة صغيرة، تعادل أقل من عرض كرة الجولف على القمر كما تُرى من الأرض. وبالتالي فإن نتائج هابل هي القياسات الأكثر تفصيلاً لحركات النجوم في مجرة أخرى على الإطلاق.

وباستخدام هذه الحركات النجمية، تمكن فريق فيترال من استنتاج أن الكتلة الإجمالية لهالة المادة المظلمة للقزم دراكو، إلى نصف قطر يبلغ حوالي 3000 سنة ضوئية، تبلغ 120 مليون مرة كتلة شمسنا. علاوة على ذلك، تشير النتائج بقوة إلى أن كثافة المادة المظلمة للقزم دراكو تحتوي على حدبة في المركز، وبالتالي فإن المادة المظلمة ربما تكون باردة. وكما كتب الباحثون في ورقتهم البحثية، "تقلل النتائج من التوتر حول مشكلة "النقطة الأساسية" وتعطي مزيدًا من المصداقية لعلم الكونيات القياسي لـ lambda-CDM."

وقال فيترال في البيان: "تميل نماذجنا إلى الاتفاق أكثر مع بنية تشبه الحدبة، والتي تتوافق مع النماذج الكونية". "على الرغم من أننا لا نستطيع أن نقول بشكل قاطع أن جميع المجرات تحتوي على توزيع يشبه الحدبة للمادة المظلمة، إلا أنه من المثير أن يكون لدينا مثل هذه البيانات المقاسة جيدًا والتي تتجاوز أي شيء كان لدينا من قبل."

وبالتالي فإن الخطوة التالية هي تكرار التحليل للمجرات القزمة الأخرى، ويعمل فريق فيترال حاليًا على دراسات المجرات القزمة Sculptor وUrsa Minor القزمة، والتي تدور أيضًا حول مجرتنا درب التبانة.

قصص ذات الصلة:

إذا أمكن تكرار النتائج في تلك المجرات وغيرها، فإنها ستستبعد بشكل فعال بعض مرشحي المادة المظلمة مثل النيوترينوات العقيمة والغرافيتينوس، والأخير هو جسيم افتراضي تنبأت به نظرية التناظر الفائق باعتباره الشريك الهائل للجسيم الافتراضي المتساوي ( ولكن ربما يكون حقيقيًا) الغرافيتون. وبالتالي فإن النتائج تعزز النماذج المحتملة للمادة المظلمة الباردة، وبشكل أساسي الجسيمات الضخمة ضعيفة التفاعل (WIMPs)، والثقوب السوداء البدائية، والمحاور.

نُشرت نتائج قزم دراكو في 11 يوليو في مجلة الفيزياء الفلكية.


تابعونا على أخبار جوجل


شارك الخبر

فيلم Interstellar يحصل على نسخة 4K UHD و Blu-ray الفاخرة بمناسبة الذكرى السنوية العاشرة تحتفل سلسلة أفلام الفضاء الخارجي "إنترستيلار" للمخرج كريستوفر نولان بمرور 10 أعوام على صدورها الشهر المقبل، وما لم يكن اسمك نيل ديغراس تايسون أو براين كوكس، فقد لا تزال حائراً بعض الشيء بشأن كل نقاط الحبكة المتشابكة الكمومية وأجهزة السرد الإزاحي الزمني المقدمة في هذا الفيلم المذهل الذي صدر عام 2014. لا يستطيع أحد أن يجادل في أن نطاق الفيلم وتأثيراته البصرية وفهمه للكواكب الخارجية والثقوب السوداء شكل قصة مقنعة، وإن لم تكن غير قابلة للفهم، عن بحث البشرية عن منزل صالح للسكن بعد أن أصبحت أرضنا قاحلة. احتفالًا بالذكرى السنوية الـ 15 لفيلم Interstellar، ستطلق شركة Paramount Pictures Home Entertainment مجموعة جديدة محدودة الإصدار بتقنية 4K UHD وBlu-ray في 10 ديسمبر 2024، وهي مليئة بالعديد من الساعات من الميزات الخاصة والمقابلات والمقاطع القصيرة والمواد الترويجية والقصص المصورة ومقتنيات المهمة. قد يعجبك ذات صلة: شرح علم "إنترستيلار" (إنفوجراف) مجموعة جديدة من الأفلام الفاخرة بمناسبة الذكرى السنوية العاشرة لفيلم "Interstellar"! (حقوق الصورة: Paramount) وهنا الملخص الرسمي: "احتفل بمرور 10 سنوات مثيرة من فيلم ""إنترستيلر"" مع هذا الإصدار الفاخر الذي يضم حصريًا فيلم ""المستقبل الآن""، وهو فيلم قصير يلقي نظرة على هذه الملحمة التاريخية للمخرج الحائز على جائزة الأوسكار كريستوفر نولان (""أوبنهايمر""). يتولى فريق من الرواد المهمة الأكثر أهمية في تاريخ البشرية – لاكتشاف ما إذا كان للبشرية مستقبل بين النجوم. يلعب الممثل الحائز على جائزة الأوسكار ماثيو ماكونهي دور الطيار السابق الذي تحول إلى مزارع والذي أجبر على ترك عائلته والأرض المتدهورة خلفه، لقيادة رحلة استكشافية تسافر خارج هذه المجرة. أخبار الفضاء العاجلة، وأحدث التحديثات حول إطلاق الصواريخ، وأحداث مراقبة السماء والمزيد! "تتضمن هذه المجموعة المحدودة الفيلم الروائي الطويل بتقنية 4K Ultra-HD وBlu-ray، وقرص منفصل يحتوي على ميزات خاصة، ونسخًا طبق الأصل من خمسة أزياء، وخمس نسخ ملصقة مسرحية، وتسلسل قصص مصورة لم يسبق له مثيل من أرشيف المخرج." فيلم Interstellar – الإعلان الرسمي – YouTube شاهد على لقد قامت شركة Paramount Pictures Home Entertainment بعمل رائع في تحميل مجموعة الذكرى السنوية العاشرة هذه بكل قطعة يمكن تخيلها من هدايا BTS ودردشات المبدعين والمقاطع القصيرة التي تعتمد على قرص Blu-ray للفيلم. اطلع على القائمة الرائعة للمحتوى الإضافي والأفلام الوثائقية القصيرة المعبأة في هذا العرض الاستعادي للمسلسل المرموق: "المستقبل هو الآن: نظرة إلى الوراء على فيلم Interstellar" "استكشف تأثير فيلم Interstellar بعد مرور 10 سنوات من خلال مقابلات جديدة مع المخرج والمؤلف المشارك كريستوفر نولان، والمنتجة إيما توماس، والمنتج التنفيذي كيب ثورن، والمؤلف المشارك جوناثان نولان. من تطوير صور الثقب الأسود النبوية إلى تصميم الإنتاج الثوري لـ IMAX، يتم توفير سياق إضافي من قبل الزملاء والمعجبين بما في ذلك المخرج بيتر جاكسون (سيد الخواتم) والمخرج دينيس فيلنوف (الكثبان الرملية)." "داخل بين النجوم" "The Endurance" (1080p, 9:24): تصميم المركبة بحيث تشبه محطة الفضاء الدولية، مع مراعاة الوظيفة والاحتياجات الحقيقية في الاعتبار. كما تقدم جولة تفصيلية للجزء الداخلي. "التصوير في أيسلندا: كوكب ميلر/كوكب مان" (1080 بكسل، 12:42): نظرة على المواقع الأيسلندية التي حلت محل المناظر الطبيعية الغريبة في الفيلم والتحديات والفوائد التي قدمتها هذه المواقع. "الرينجر والمركبة اللاندر" (1080 بكسل، 12:20): جولات أخرى حول التصميمات الداخلية للمركبة بالإضافة إلى تفاصيل الوظيفة والتصميم والبناء. "المنمنمات في الفضاء" (1080 بكسل، 5:29): نظرة على استخدام نماذج بأحجام مختلفة ومبنية لأغراض مختلفة. "محاكاة انعدام الجاذبية" (1080 بكسل، 5:31): يتناول عمليات محاكاة غياب الجاذبية في الفيلم. "المعالم السماوية" (1080 بكسل، 13:22): فحص للتفاصيل العلمية والنظريات المستخدمة في جميع أنحاء الفيلم والتي تدفع القصة. "عبر كل الأبعاد والزمن" (1080 بكسل، 9:02): نظرة على نظرية وتصميم وتنفيذ أحد أهم العناصر المرئية في نهاية الفيلم. "الأفكار النهائية" (1080 بكسل، 6:02 دقيقة): يتحدث الممثلون وطاقم العمل عن الفيلم وآمالهم في أن يكون مصدر تأثير وإلهام للأجيال القادمة. "المقاطع الدعائية" (1080 بكسل): مقطع دعائي (1:52)، مقطع دعائي 1 (2:34)، مقطع دعائي 2 (2:35)، ومقطع دعائي 3 (2:29). فن صندوق الإصدار المحدود بمناسبة الذكرى السنوية العاشرة لفيلم "Interstellar". (حقوق الصورة: Paramount) قصص ذات صلة: من المقرر إطلاق "Interstellar 10th Anniversary Collector's Edition" بتقنية 4K UHD وBlu-ray في 10 ديسمبر 2024.