إذا لم يكن الأمر يتعلق بهالة هائلة من المادة المظلمة التي تغلف مجرتنا ، فيجب أن يظل معدل الدوران لشريطنا المركزي ثابتًا إلى حد ما. لكن الباحثين استنتجوا مؤخرًا أنه تباطأ بنسبة 25٪ تقريبًا منذ تكوينه ، وهي علامة واضحة على وجود المادة المظلمة.
كيف تقيس معدل الدوران لشيء يستغرق ملايين السنين لإحداث ثورة واحدة؟
الجواب هو الكيمياء. الكيمياء النجمية .
النجوم القريبة من مركز المجرة أكثر ثراءً في 'المعادن' ، وهي الكلمة التي يستخدمها علماء الفلك للإشارة إلى أي عنصر أثقل من الهيليوم. ومع ذلك ، فإن النجوم في الضواحي تفتقر إلى المعادن بشكل أكبر. لذلك ، إذا صادفت مجموعة من النجوم الغنية بالمعادن بشكل استثنائي ، فمن المرجح أنها تبتعدت عن مركز المجرة.
هذا هو الحال بالنسبة لتيار هرقل ، حيث لوحظت مجموعة كبيرة من النجوم بواسطة القمر الصناعي Gaia. تيار هرقل عبارة عن كتلة من النجوم غنية بالمعادن ، لكنها تقع بعيدًا نسبيًا عن مركز المجرة. هناك شيء آخر مثير للاهتمام حول بخار هرقل: إنه عالق في رقصة الجاذبية مع الشريط المركزي لدرب التبانة .
يشبه إلى حد كبير كويكبات طروادة في النظام الشمسي وتتبع كوكب المشتري في مداره حول الشمس ، يتم التقاط بخار هرقل من خلال مجموعة فريدة من قوى الجاذبية. كما يكتسح الشريط المركزي ، وكذلك تيار هرقل.
لذا فإن تيار هرقل يتبع حركة الشريط المركزي ، وقد هاجرت نجوم تيار هرقل إلى الخارج إلى موقعها الحالي خلال المليارات القليلة الماضية.
الطريقة الوحيدة لتحرك تيار هرقل للخارج هي أن يتباطأ الشريط المركزي. مع انخفاض معدل دوران الشريط ، يجب أن يتحرك تيار هرقل للخارج لمطابقة الفترة الزمنية.
بتجميع كل ذلك معًا ، يقدر فريق من علماء الفلك أن معدل الدوران للشريط قد انخفض بنسبة 24٪ منذ تكوين مجرة درب التبانة ، مثل نشرت في دراسة جديدة .
قال المؤلف المشارك الدكتور رالف شونريتش (معمل UCL Mullard لعلوم الفضاء): 'لطالما اشتبه علماء الفيزياء الفلكية في أن عمود الدوران في مركز مجرتنا يتباطأ ، لكننا وجدنا أول دليل على حدوث ذلك.
'الثقل الموازن يبطئ هذا الدوران يجب أن تكون مادة مظلمة . حتى الآن ، لم نتمكن من استنتاج المادة المظلمة إلا من خلال رسم خرائط إمكانات الجاذبية للمجرات وطرح المساهمة من المادة المرئية.
'يوفر بحثنا نوعًا جديدًا من قياس المادة المظلمة - ليس لطاقتها الجاذبية ، ولكن لكتلتها بالقصور الذاتي (الاستجابة الديناميكية) ، مما يؤدي إلى إبطاء دوران الشريط.'
قال المؤلف المشارك وطالب الدكتوراة ريمبي شيبا ، من جامعة أكسفورد: 'يقدم اكتشافنا منظورًا رائعًا لتقييد طبيعة المادة المظلمة ، حيث ستغير النماذج المختلفة هذا الشد بالقصور الذاتي على شريط المجرة.
'يطرح اكتشافنا أيضًا مشكلة كبيرة لنظريات الجاذبية البديلة - نظرًا لأنها تفتقر إلى المادة المظلمة في الهالة ، فإنها تتنبأ بلا ، أو تتباطأ بشكل ضئيل للغاية.'
