ماجرای کهکشانی که گفته شده بود 98% آن را ماده تاریک تشکیل داده است

کهکشان Dragonfly 44 مانند لکه‌ای در فضا به نظر می‌رسد. فیزیکدانان تصور می‌کردند که این هاله، ماده تاریک عظیمی را پنهان کرده است. اما پژوهش‌های جدید این ادعا را رد می‌کند

محققان در سال 2016 ادعا کرده بودند کهکشانی را کشف کردند که به طور کامل از ماده تاریک ساخته شده و تقریبا هیچ ستاره‌ای در این کهکشان وجود ندارد. اما اکنون با کشفیات جدید و با بررسی‌های دقیق‌تر، این ادعا مردود شده است.

کهکشانDragonfly 44 (DF44) متعلق به دسته‌ای از اجرام ناشناخته است که به عنوان کهکشان UDGشناخته می‌شوند.

محققان از دهه 1980 تا به امروز، نظریه‌های مختلفی در مورد جرم‌های این اجرام تاریک ارائه داده‌اند؛ آیا این اجرام کم‌نور و تاریک، جرم کمی دارند؟ مانند کهکشان‌های کوتوله که در وسعت فضا پراکنده شده‌اند. یا بیشتر شبیه کهکشان‌های سنگینی مانند راه‌شیری هستند؟ که این کهکشان‌ها به 2دلیل کم‌نور به نظر می‌رسند: اول اینکه تقریباً هیچ ستاره‌ای ندارند و دلیل دوم اینکه بخش عظیمی از این کهکشان‌ها را ماده تاریکی تشکیل داده که در حاشیه بیرونی آن یافت می‌شود و در هاله‌ای از ماده تاریک قرار گرفته‌اند که هیچ نوری از آنها ساطع نمی‌شود.

در سال 2016  مقاله‌ای در مجله ‌ Astrophysical Journal Lettersمنتشر شد که در آن دانشمندان ادعا کردند کهکشان DF44  یکی از کهکشان‌های تاریک با ماده‌ تاریک فراوان و تعداد اندکی ستاره است. آن‌ها جرم این کهکشان را تخمین زدند و به این نتیجه رسیدند که ۹۸ درصد آن از ماده‌ی تاریک تشکیل شده است.

اما یک تحلیل جدید که در 8 اکتبر در مجله Monthly Notices of the Royal Astronomical Society منتشر شده است، نشان می‌دهد که مطالعه قبلی اشتباه بوده است. محققان در مطالعه‌ای که در سال 2016 منتشرکردند ادعا کرده بودند که مقداری از جرم در هاله‌ای از ماده‌ی تاریک قرار دارد. اما در پژوهش جدید جرم کلی DF44 بسیار پایین‌تر از تخمین‌های قبلی است و درنتیجه، DF44  یکی از کهکشان‌های کوتوله‌ کم‌جرم با درصد نرمالی از ماده‌ی تاریک است.

DF44  حدود 360 میلیون سال نوری با زمین فاصله دارد، بنابراین ستاره‌شناسان نمی‌توانند جرم آن را مستقیماً اندازه‌گیری کنند. در عوض، آنها به واسطه ها اعتماد می کنند. ویژگی‌هایی مانند سرعت چرخش اجرام موجود در یک کهکشان می‌تواند نشان‌دهنده میزان جرم آن باشد، زیرا گرانش بیشتر باعث چرخش سریع‌تر اجرام می‌شود.

محققان  در سال 2016 به این نتیجه رسیدند که این کهکشان دارای هاله عظیمی است زیرا خوشه‌های کروی با سرعت زیاد به دور مرکز کهکشان می‌گردند (خوشه های کروی، گروه‎های ستاره‌ای هستند که در اطراف کهکشان‌ها جمع می‌شوند) اما  در سال 2109 مشخص شد این اندازه‌گیری‌ها اشتباه بوده است.

به هر حال این پایان این بحث نیست که DF44 مقدار زیادی ماده تاریک دارد. به دلیل اینکه  این کهکشان تعداد نسبتاً زیادی خوشه کروی در خود جای داده است، بحث‌های زیادی در مورد  وجود توده بزرگی از ماده تاریک در این کهکشان وجود دارد.

تیمور سیف اللهی، نویسنده ارشد مطالعه جدید که نامزد دکترای دانشگاه گرونینگن در هلند است گفت: با گذشت زمان، محققان متوجه یک رابطه کلی بین تعداد خوشه‌های کروی در کهکشان و جرم کهکشان شده اند.

به‌ نظر می‌رسید DF44 دارای خوشه‌های کروی بیشتری باشد. طبق رصدهای اولیه، تقریبا ۱۰۰ عدد از این خوشه‌ها تخمین زده شدند که بعدها در سال ۲۰۱۷ با دقت بالاتری به ۸۰ عدد رسیدند. به این ترتیب جرم DF44 در محدوده‌ جرم کهکشانی مانند راه شیری قرار می‌گرفت؛ نتیجه‌ای ناسازگار با درکی که کیهان‌شناسان از تاریخچه‌ شکل‌گیری کهکشان‌ها در فضا-زمان داشتند. کهکشان‌ها در مدل جدید، اجرامی متشکل از ماده‌ تاریک هستند که می‌توانند بدون تعداد زیادی ستاره یا ماده‌ درخشان شکل بگیرند.

سیف‌‌اللهی و همکاران او محاسبات خود را انجام دادند و به رقمی بسیار کمتر از خوشه‌های کروی رسیدند: ۲۰. طبق این آمار، DF44  صرفا کهکشانی کوتوله با جرم نرمال است. به گفته‌ سیف‌اللهی: دستیابی به نتایج متفاوت بین دو تیم چیزعجیبی نیست.

اما چرا چنین تفاوت بزرگی در تخمین‌ها به دست آمده است؟

سیف‌اللهی می‌گوید: «تحقیق در این زمینه صرفا نگاه کردن و شمردن نیست. در تصاویر انواع اجرام نجومی دیده می‌شوند و تمام آن‌ها خوشه‌های کروی نیستند. برخی از آن‌ها صرفا ستاره‌هایی هستند که بین ما و کهکشان مدنظر قرار گرفتند و برخی دیگر، اجرام دوردستی هستند که کوچک به‌ نظر می‌رسند. همیشه مقداری اختلاف و ابهام در محاسبه‌ اجرام آسمانی وجود دارد».

او تفاوت کلیدی بین تحلیل ۲۰۱۷ و تحلیل ۲۰۲۰ را در مکانی می‌داند که آنها تصور می‌کردند بیشترین خوشه‌های کروی DF44 قرار دارند. پژوهشگران تیم ۲۰۱۷ بر اساس ارقام استاندارد مرتبط با کهکشان‌های کوتوله، فاصله خوشه‌ها از مرکز کهکشان را حدس زدند و سپس به بررسی مواردی در آن نواحی پرداختند.

اما پژوهشگران در تحلیل سال ۲۰۲۰، فاصله خوشه‌ها از مرکز کهکشان را محاسبه کردند و متوجه شدند که گوی‌های ستاره‌ای در فاصله‌ نزدیک‌تری نسبت به مرکز DF44 قرار دارند و با شمارش خوشه‌های احتمالی در نواحی کوچک‌تر، به تعداد کمتری دست یافتند.

سیف‌اللهی می‌گوید: «در پژوهش‌های آینده مربوط به UDG صرفاً نباید بر فرضیه‌های اثبات شده درباره‌ خوشه‌های کروی تکیه کرد». او و همکارانش به‌ دنبال بررسی دقیق‌تر UDG های دیگری هستند که تعداد بیشتری خوشه‌ی کروی دارند تا ببینند که این تخمین‌ها ماندگار هستند یا خیر؟

منبع: space.com/dark-matter-galaxy-not.html