کهکشان بدون ماده تاریک، نظریه تکامل کیهانی را به چالش کشید - مجله کوروش بزرگ

به گزارش ایسنا و به نقل از اسپیس، به نظر می رسد ماده تاریک که حدود 85 درصد از ماده دنیا را تشکیل می دهد، در کهکشان ان جی سی 1277(NGC 1277) وجود ندارد. این کهکشان که بخشی از خوشه کهکشانی برساووش(Perseus) است، در فاصله 240 میلیون سال نوری از زمین قرار گرفته است و اولین توده به میزان راه شیری متشکل از ستاره ها، سیارها، غبار و گاز به شمار می رود که ماده تاریک را از دست داده است.

سباستین کامرون(Sebastién Comerón) پژوهشگر دانشگاه لا لاگونا(University of La Laguna) و سرپرست این گروه پژوهشی گفت: این نتیجه با مدل های کیهانی پذیرفته شده کنونی که شامل ماده تاریک هستند، مطابقت ندارد.

ماده تاریک عملا نامرئی است زیرا مانند ماده تشکیل دهنده ستاره ها، سیاره ها و ما، با نور تعامل ندارد. وجود ماده تاریک را می توان از فعل و انفعالات گرانشی آن استنباط کرد. وجود این ماده سایه دار اولین بار زمانی مطرح شد که ستاره شناسان دریافتند کهکشان های بزرگ با چنان سرعتی در حال چرخیدن هستند که اگر تأثیر گرانشی بعضی از جرم های نامرئی نبود، از هم دور می شوند.

این واقعیت باعث شد دانشمندان این نظریه را مطرح نمایند که همه کهکشان های بزرگ در پوششی از ماده تاریک پیچیده شده اند و این موضوع به یک فرضیه مهم در توسعه نظریه های تکامل کهکشانی تبدیل شده است. در هر حال، کشف شدن کهکشانی که به نظر می رسد فاقد ماده تاریک است، این فرضیه را به چالش می کشد.

آنالیز یک کهکشان غیر اجتماعی!

ان جی سی 1277 که یک یادگار کیهانی در نظر گرفته می گردد، در میان کهکشان ها غیرمعمول به شمار می رود زیرا تعامل کمی با سایر کهکشان های اطراف داشته است. کهکشان هایی از این دست، بقایای کهکشان های غول پیکری هستند که در کیهان اولیه وجود داشته اند. بدین ترتیب، این کهکشان های به جای مانده برای یاری کردن به ستاره شناسان در درک چگونگی شکل گیری اولین کهکشان ها ضروری هستند.

کامرون و همکارانش برای یاری کردن به این بخش از پژوهش، کهکشان ان جی سی 1277 را با دستگاهی به نام طیف نگار میدان انتگرال(IFS) مشاهده کردند. این کار به آنها امکان داد تا به نقشه برداری از حرکت کهکشان بپردازند و جرم کهکشان و نحوه توزیع آن را مشخص نمایند.

این آنالیز نشان داد که توزیع کلی جرم ان جی سی 1277 که باید شامل ماده تاریک باشد، با توزیع جرم مواد معمولی آن شامل ستاره ها، غبار، گاز و سیاره ها یکسان است. این بدان معناست که در شعاع کهکشان، محتوای ماده تاریک بیش از پنج درصد نمی تواند وجود داشته باشد اما یافته ها با عدم وجود ماده تاریک در ان جی سی 1277 سازگارتر هستند.

این شگفت آور است زیرا مدل های محبوب کنونی تکامل کیهانی از جمله مدل استاندارد کیهان شناسی می گویند که ان جی سی 1277 احتمالا باید از 10 تا 70 درصد ماده تاریک تشکیل شده باشد. ایگناسیو تروجیلو(Ignacio Trujillo) پژوهشگر دانشگاه لا لاگونا و از پژوهشگران این پروژه گفت: این اختلاف بین مشاهدات و آنچه ما انتظار داریم، یک معما و شاید حتی یک چالش برای مدل استاندارد کیهان شناسی است.

ماده تاریک کهکشان کجا رفت؟

پژوهشگران در این پروژه، چند ایده را در خصوص این موضوع ارائه نموده اند که چرا ان جی سی 1277 تا این میزان فاقد ماده تاریک است. آنا فر ماتئو(Anna Ferré-Mateu) پژوهشگر دانشگاه لا لاگونا و از پژوهشگران این پروژه گفت: یکی از ایده ها این است که تعامل گرانشی با محیط اطراف در خوشه کهکشانی که این کهکشان در آن قرار گرفته است، ماده تاریک را از بین برده است. ایده دیگر این است که ماده تاریک از منظومه بیرون رانده شده و کهکشان از ادغام قطعات پیش کهکشانی تشکیل شده که باعث پیدایش کهکشان به جا مانده شده است.

هیچ کدام از این توضیحات، گروه را کاملا راضی نمی نمایند. بنابراین، پژوهشگران به آنالیز ان جی سی 1277 با تلسکوپ ویلیام هرشل(WHT) در رصدخانه صخره بچه ها(ORM) ادامه خواهند داد.

پژوهشگران معتقدند که اگر پژوهش های آینده تأیید نمایند این کهکشان فاقد اسرارآمیزترین شکل ماده دنیا است، وجود ماده تاریک به کلی به چالش کشیده نمی گردد. برعکس، آنها باور دارند که جایگزین های مدل ماده تاریک، نظریه های موسوم به گرانش اصلاح شده را به چالش می کشند.

تروجیلو گفت: اگرچه ماده تاریک در یک کهکشان خاص ممکن است از بین برود اما قانون گرانش اصلاح شده باید دنیای باشد و نمی توان استثنایی در خصوص آن قائل شد. بنابراین یک کهکشان بدون ماده تاریک، به معنای رد کردن این نوع جایگزین برای ماده تاریک است.

کامرون اذعان کرد که باید منتظر پاسخ های قطعی ماند. وی اضافه کرد: معمای اینکه چگونه یک کهکشان بزرگ می تواند بدون ماده تاریک تشکیل گردد، همچنان یک معما باقی می ماند.

این پژوهش، در مجله Astronomy and Astrophysics به چاپ رسید.