يبدو أن دراسة التشوه التثاقلي للمجرات القزمية تدعم نظرية الجاذبية المعدلة بدلاً من وجود المادة المظلمة - وهذه الأخيرة عنصر أساسي في النموذج القياسي لعلم الكونيات.
المادة المظلمة هي مادة افتراضية يعتقد أنها تشكل حوالي 85٪ من المادة في الكون. يمنع تأثيرها الثقالي الأجسام الكبيرة مثل المجرات من التحليق بعيدًا أثناء دورانها ويمكن أيضًا العثور على أدلة على المادة المظلمة في الخلفية الكونية الميكروية - الإشعاع الذي تم إنشاؤه بعد فترة وجيزة من الانفجار العظيم. ومع ذلك ، على الرغم من وفرة الأدلة غير المباشرة على المادة المظلمة ، لم يتم اكتشاف جسيمات المادة المظلمة مطلقًا. نتيجة لذلك ، توجد نظريات أخرى لشرح سلوك المجرات ، بما في ذلك تلك التي تعدل قانون الجاذبية.
يُعتقد أن المادة المظلمة تتجمع معًا في هالات - وهي مناطق كبيرة من المادة المظلمة تتماسك معًا بفعل الجاذبية. يُعتقد أن الهالات تلعب أدوارًا مهمة في تطور وتطور المجرات مثل مجرة درب التبانة ، والتي تبدو نفسها محاطة بهالة من المادة المظلمة.
عرضة للتشوه
في هذا البحث الأخير ، بحثت إيلينا أسينسيو من جامعة بون وزملاؤها عن أدلة على وجود هالات من المادة المظلمة حول المجرات القزمة. هذه هي أصغر أنواع المجرات وأكثرها شيوعًا ويمكن العثور عليها في مجموعات أو مجرات كبيرة تحيط بها مثل مجرة درب التبانة. بسبب كتلتها المنخفضة ، فإن المجرات القزمة معرضة بشكل خاص للتشوه بفعل قوى الجاذبية التي تمارس داخل العنقود أو من قبل مجرة أكبر قريبة. ومع ذلك ، يمكن تقليل هذه التشوهات إذا كانت المجرات القزمة محاطة بهالات المادة المظلمة.
لاستكشاف هذه الفكرة ، فحص Asencio وزملاؤه صور التلسكوب لمجموعة Fornax Cluster ، التي تزخر بالمجرات القزمة. التقطت الصور بواسطة التلسكوب الكبير جدا التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي. ثم حاول الفلكيون إعادة إنتاج الملاحظات باستخدام المحاكاة الحاسوبية بناءً على النموذج القياسي لعلم الكونيات - والذي يتضمن المادة المظلمة.
والمثير للدهشة أن هذا النهج لم يكن ناجحًا. في الواقع ، تقترح حسابات الفريق وفقًا للنموذج القياسي ، أن أقزام Fornax ستمزق بفعل الجاذبية.
فرضية MOND
حرصًا على اكتشاف ما كان يربط المجرات معًا ، أجرى الفريق المزيد من عمليات المحاكاة - هذه المرة بدون مادة مظلمة ، وبدلاً من ذلك استخدم فرضية الديناميكيات النيوتونية المعدلة (MOND). تم تطويره لأول مرة من قبل الفيزيائي الإسرائيلي Mordehai Milgrom في الثمانينيات ، تملي MOND أن الجاذبية تصبح أقوى في نظام التسارع المنخفض. يعيد هذا التعديل إنتاج الملاحظات الدورانية للمجرات ولكنه يعود إلى قانون نيوتن في البيئات عالية التسارع مثل النظام الشمسي.
دراسة دوران المجرات تستبعد الجاذبية المعدلة ، أم تفعل ذلك؟
على عكس المادة المظلمة ، كان MOND قادرًا على إعادة إنتاج ملاحظات Fornax ، مما يلقي بظلال من الشك على وجود المادة المظلمة. في الواقع ، ليست هذه هي الدراسة الأولى التي تشير إلى أن ديناميكيات وتطور بعض المجرات لا يمكن تفسيرها من خلال استدعاء المادة المظلمة - وعدد هذه الملاحظات آخذ في الازدياد. ومع ذلك ، فإن MOND والنظريات الأخرى التي تعدل الجاذبية لها عيوبها النظرية والملاحظة - لذلك ربما يكون من السابق لأوانه التخلي عن النموذج القياسي الذي يتضمن المادة المظلمة.
تم وصف البحث في الإخطارات الشهرية للمكتبة الفلكية الملكية.
