عثر تلسكوب هابل الفضائي على حلقة شبحية مصنوعة من المادة المظلمة

وتمكن العلماء من تحديد سلوك المادة المظلمة أثناء حدوث تصادم هائل بين مجموعتين من المجرات. خلق التدمير تموجات من المادة المظلمة، تذكرنا بسلوك التموج في بحيرة تم إلقاء حجر فيها

المادة الأكثر شيوعاً في الكون هي المادة المظلمة، فهي لا تلمع ولا تعكس الضوء - ولا نستطيع رؤيتها! إنها مادة غير مرئية، مكونة من ذرات مختلفة تمامًا عن تلك التي تشكل الذرات في كوننا المادي العادي، والذي تتكون منه النجوم والمجرات. لدرجة أن السيارة التي تصطدم مباشرة بجدار مصنوع من مادة داكنة لن تتعرض لأي ضرر على الإطلاق - لن تنكسر المصابيح الأمامية ولن تنتفخ الوسائد الهوائية. لن تشعر بأي علامة على ذلك. ولكن - ماذا سيحدث للمادة المظلمة أثناء الاصطدام؟

لاحظ علماء الفلك الآن باستخدام تلسكوب هابل الفضائي مباشرة سلوك المادة المظلمة أثناء تصادم هائل بين مجموعتين من المجرات. خلق التدمير تموجات من المادة المظلمة، تذكرنا بسلوك التموج في بحيرة تم إلقاء حجر فيها. ويعد اكتشاف الحلقة من أهم الأدلة التي تشير إلى وجود المادة المظلمة. لقد افترض علماء الفلك منذ فترة طويلة وجود مادة مظلمة تساعد كتلتها عناقيد المجرات على عدم التفكك، ومثل هذه العناقيد من شأنها أن تتفكك إذا تم الإمساك بها فقط من خلال جاذبية النجوم التي يمكن رؤيتها. وعلى الرغم من أنه من غير المعروف مما تتكون المادة المظلمة، فمن المفترض أنها جسيم أساسي هو الأكثر شيوعًا في الكون.

الهيكل الدائري الذي يمكن رؤيته في الصورة هو مركب من صورة العنقود كما التقطها تلسكوب هابل الفضائي ورسم خرائط أزرق لتوزيع المادة المظلمة في تلك المنطقة. ويشير فريق علماء الفلك التابعين لتلسكوب هابل الفضائي إلى أن هذه هي المرة الأولى التي تمتلك فيها المادة المظلمة بنية واضحة تختلف عن توزيع الغاز والمجرات في العنقود. ولاحظ الباحثون وجود الحلقة أثناء رسم خريطة لتوزيع المادة المظلمة حول العنقود المجري Cl 0024+17 (ZwCl 0024+1652) الذي يبعد حوالي 5 مليارات سنة ضوئية عن الأرض. يبلغ قطر الحلقة حوالي 2.6 مليون سنة ضوئية (أكثر قليلاً من المسافة إلى مجرة ​​المرأة المسلسلة).

على الرغم من أنه لا يمكن ملاحظة المادة المظلمة بشكل مباشر، إلا أنه يمكن الاستدلال على وجودها لأن جاذبيتها تسبب انحناء الضوء القادم من المجرات البعيدة، وهو تأثير مثير للإعجاب يسمى تشويه الجاذبية. "الأقواس" الزرقاء التي يمكن رؤيتها في صورة أخرى للعنقود ملتقطة بواسطة تلسكوب هابل الفضائي هي تلك المجرات البعيدة التي ينحني ضوءها ويتركز بسبب الجاذبية القوية للعنقود.

وترك الاصطدام بين المجرات آثارا واضحة على شكل تموجات في المادة المظلمة تؤدي إلى ترشيح الضوء القادم من المجرات البعيدة. وهذا يشبه النظر إلى الحجارة المنخفضة في قاع البحيرة التي تتحرك فوقها الأمواج، ويبدو أن شكل الحجارة يتغير عندما تمر الأمواج فوقها. لذا فإن المجرات الموجودة خلف حلقة المادة المظلمة تبدو مختلفة أيضًا. وبينما تم العثور على المادة المظلمة سابقًا في مجرات أخرى، أوضح فريق علماء الفلك أن المادة المظلمة المنتشرة لم يتم ملاحظتها مطلقًا، لذا فهي غير مرتبطة بتوزيع الغاز المرئي في مجموعة المجرات.

ووجد فريق الباحثين وفقا لدراسة سابقة أن العنقود هو نتيجة اصطدام بين مجموعتين من المجرات القديمة جدا منذ حوالي مليار إلى ملياري سنة. أجرى الفريق بعد ذلك عمليات محاكاة للاصطدام بين عنقودين من المجرات، والتي بموجبها يبدو أن المادة المظلمة تتركز في مركز الكتلة المشترك للمجموعتين ثم تتناثر إلى الخارج. عندما تبدأ المادة المظلمة في حركتها نحو الخارج، فإنها تتباطأ بفعل الجاذبية وتتراكم، على غرار ازدحام المرور على الطريق السريع.

للحصول على معلومات على موقع ناسا