تم افتراض وجود المادة المظلمة مؤخرًا نسبيًا ، وقد قطعنا شوطًا طويلاً في فهم ما يشكل 23٪ من الكون. مجرتنا محاطة بهالة من المادة المظلمة التي تزيد من كتلتها. كشفت ورقة بحثية حديثة عن المادة المظلمة الأقرب إلى الوطن - هنا في نظامنا الشمسي - أنها كذلكأكثر كثافة وكتلة مما كانت عليه في هالة المجرة.
المادة المظلمة هي مجرد أشياء غريبة. إنه لا ينبعث من الضوء ، وله كتلة ويتفاعل مع الجاذبية مع المادة 'العادية' - الأشياء التي نتكون منها وكوكبنا والنجوم. تمامًا مثل المادة العادية ، فإنها 'تتكتل' ، أو تتراكم ، بسبب هذا الجاذبية ؛ نجد مادة مظلمة بالقرب من المجرات أكثر مما نجدها في المساحات الشاسعة بينهما.
المادة المظلمة ليست بعيدة في مجرة درب التبانة أو في مكان ما على الجانب الآخر من الكون ، على الرغم من أنها موجودة هنا في المنزل في نظامنا الشمسي. في ورقة قدمت مؤخرا إلىمراجعة البدنية د، قام إيثان سيجل وشياوينج شو من جامعة أريزونا بتحليل توزيع المادة المظلمة في نظامنا الشمسي ، ووجدوا أن كتلة المادة المظلمة تزيد 300 مرة عن كتلة متوسط الهالة المجرية ، وأن الكثافة أعلى بـ 16000 مرة من أن المادة المظلمة في الخلفية.
على مدار تاريخ النظام الشمسي ، حسب Xu و Siegel أنه تم التقاط 1.07 X 10 ^ 20 kg من المادة المظلمة ، أو حوالي 0.0018٪ من كتلة الأرض. للحصول على مؤشر على هذا الرقم ، فإن كتلة سيريس - أكبر جسم في حزام الكويكبات بين المريخ والمشتري - تبلغ حوالي 9 أضعاف هذه الكمية.
حسب Siegel و Xu مقدار المادة المظلمة التي اكتسحها النظام الشمسي خلال عمر 4.5 مليار سنة من خلال نمذجة تكوين هالة المادة المظلمة الخلفية في مدار النظام الشمسي حول المجرة ، وحساب مقدار المادة المظلمة. محاصرين من قبل النظام الشمسي وهو يتحرك عبر هذه الهالة. قاموا بإجراء هذا الحساب للشمس ولكل واحد من الكواكب الثمانية على حدة ، مع إعطاء توزيع المادة في جميع أنحاء النظام الشمسي ، بالإضافة إلى الكمية الإجمالية الملتقطة.
يشبه إلى حد كبير عندما تقود سيارتك خلال تساقط ثلوج خفيف ، 'تلتصق' المادة المظلمة بالنظام الشمسي عندما تكون مرتبطة بالجاذبية بالشمس والكواكب. تمامًا كما يذوب بعض الثلج على الزجاج الأمامي للسيارة (نأمل) ، لا يلتصق البعض بغطاء المحرك ومعظمهم يطير بالقرب منه ، لا يتم توزيع المادة المظلمة بالتساوي في جميع أنحاء نظامنا الشمسي أيضًا. تحتوي بعض الكواكب على مادة مظلمة تحيط بها أكثر من غيرها ، اعتمادًا على مكان وجودها. الموضح أدناه هو توزيع كثافة المادة المظلمة في النظام الشمسي
الارتفاع الأول هو عطارد ، والاندفاعان التاليان هما كوكب الزهرة والأرض (لا يظهر المريخ). التالي هو كوكب المشتري ، يليه نتوء صغير من زحل ، وأخيرًا نتج عن أورانوس ونبتون معًا آخر نتوء صغير.
كيف تؤثر المادة المظلمة المحلية على التفاعلات في النظام الشمسي؟ حسنًا ، ليس له تأثير كبير على مدارات الكواكب ، كما أنه لا يبطئ النظام الشمسي في مداره حول مركز المجرة بشكل ملحوظ.
'مدارات الكواكب ، إذا كان هناك ما يكفي من المادة المظلمة ، سيكون لها حضيضتها الأولية أسرع مما لو لم تكن هناك مادة مظلمة. كمية المادة المظلمة المسموح بها من هذه الملاحظات أكبر بكثير من الكمية التي أتوقعها. الأخطاء في قياسات الحضيض الشمسي هي بوحدات أجزاء من المئات من الثانية القوسية لكل قرن ... حتى لو افترضت أن المادة المظلمة في حالة سكون فيما يتعلق بالمجرة التي يتحرك خلالها النظام الشمسي (وهو المثال المتطرف) ، الشمس حسب الطلب 10 ^ 30 كجم ؛ سيؤدي التقاط كتلة من المادة المظلمة بحجم 10 ^ 20 كجم إلى إبطائك بنحو 20 ميكرون / ثانية على مدار عمر النظام الشمسي. لذلك سيكون ذلك صغيرا '. - إيثان سيجل في مقابلة عبر البريد الإلكتروني.
وللأسف ، فإن سر شذوذ رائد لن يتم حلها من خلال هذا الوحي ، لأن كتلة المادة المظلمة التي تم التقاطها ليست كافية لتفسير الحركات الفردية لتلك المركبة الفضائية.
ومع ذلك ، فإن اكتشاف كثافة وكتلة أعلى من المادة المظلمة في جوارنا قد يساعد في دراسة واكتشاف المادة المظلمة. ستزود معرفة توزيع الكتلة والكثافة للمادة المظلمة المحلية - وبالتالي معرفة مقدارها ومكان البحث عنها - علماء الفلك الذين يبحثون في حل ما تتكون منه بالضبط بمزيد من المعلومات.
'إن تحديدنا لكثافة المادة المظلمة المحلية وتوزيع السرعة لهما أهمية كبيرة لتجارب الكشف المباشر. تفترض أحدث الحسابات التي تم إجراؤها أن خصائص المادة المظلمة في موقع الشمس مشتقة مباشرة من هالة المجرة. وبالمقارنة ، وجدنا أن التجارب الأرضية يجب أن تأخذ في الاعتبار أيضًا أحد مكونات المادة المظلمة بكثافة أكبر بـ 16000 مرة من كثافة الهالة الخلفية ، 'كتب شو وسيجل.
مصدر: أرشيف ، مقابلة عبر البريد الإلكتروني مع إيثان سيجل