أفادت تقارير إعلامية أن علماء الفيزياء الفلكية اليابانيين قاموا بدراسة تراكمات محدودة من المادة المظلمة بتفاصيل غير مسبوقة وقاموا بتحليل النماذج النظرية المتعلقة بها.
للمرة الأولى، قام العلماء اليابانيون بدراسة بنية وخصائص وتوزع تراكمات المادة المظلمة التي تشبه حجم قلب مجرة درب التبانة. وتقول الخدمة الصحفية في المعاهد الوطنية اليابانية للعلوم الطبيعية إن هذه النتائج تقلصت عدد النظريات التي تشرح طبيعة هذه المادة غير المرئية.
تم نشر تفاصيل هذا العمل في مجلة The Astrophysical Journal.
تمكنت مجموعة من المجرات في كوكبة برج الثور من إنتاج عدسة جذبتية، وهذا أتاح لعلماء الفلك فرصة لرصد تغيرات توزع المادة المظلمة بدقة فائقة في مقياس 30 ألف سنة ضوئية. وتتوافق نتائج هذه القياسات مع التوقعات الكلاسيكية للمادة المظلمة الباردة، وتفرض قيودًا جديدة على النظريات البديلة.
توصلت مجموعة من علماء الفيزياء الفلكية اليابانيين إلى هذا الاستنتاج أثناء مراقبتهم لإشعاع الكوازار MG J0414+0534، وهي مجرة قديمة مشرقة تبعد عن الأرض 11.2 مليار سنة ضوئية. وتمت رؤيتها عندما كان عمرها 2.5 مليار سنة بعد الانفجار الكبير.
أشار العلماء إلى أن هذا الإشعاع يمر عبر أربع مجرات عن طريق المحيط الجاذبية، ما يجعله ملتويًا وأقوى. استفاد الباحثون من هذه الميزة، المعروفة باسم “عدسة الجاذبية”، لدراسة تأثير كتل صغيرة من المادة المظلمة على تدفق إشعاع المجرة.
تمكن العلماء من الحصول على صور مفصلة للكوازار باستخدام تلسكوب ALMA، وقاموا بمقارنة الطيف الانبعاثي للكوازار في مناطق مختلفة، مما سمح لهم برسم خريطة لتراكمات محدودة من المادة المظلمة التي واجهت الإشعاع المنبعث من MG J0414+0534 في طريقه إلى الأرض.
وجد العلماء أن الأحجام والتوزيع وخصائص أخرى لهذه التراكمات تتطابق بشكل عام مع التوقعات النظرية المعروفة، والتي تفترض أن المادة المظلمة تتألف من جسيمات ثقيلة جدًا وضعيفة التفاعل أو جسيمات خفيفة جدًا.
يعتبر هذا الاكتشاف تحديا كبيرا لقائمة النظريات البديلة التي تشرح بشكل صحيح توزع المادة المظلمة في الكون. فقد كان العلماء يعتقدون لفترة طويلة أن الكون يتألف فقط من المادة المرئية. وعندما قام العلماء لأول مرة بقياس سرعة دوران النجوم، اكتشفوا أن النجوم على أطراف المجرات تتحرك بسرعة أعلى بكثير من التوقعات.
يُعتقد الآن أن هذه السرعات العالية غير الطبيعية لدوران النجوم حول مراكز المجرات لها علاقة بوجود المادة المظلمة، وهي المادة الغامضة التي تشكل حوالي 75% من إجمالي كتلة المادة في الكون. وعلى مدى العقود القليلة الماضية، حاول العلماء اكتشاف أدلة وجودها وقياس خصائص جزيئاتها، وهو ما لم يكن ممكنًا حتى الآن.
