الروافد الخارجية لمجرة درب التبانة مكان مختلف. يصعب الحصول على النجوم ، حيث إن معظم هذا ' هالة المجرة 'مكونة من مساحة فارغة. لكن العلماء يعتقدون أن هناك وفرة من شيء معين في هذه المنطقة المقفرة - المادة المظلمة . الآن ، فريق من هارفارد و ال جامعة أريزونا (UA) قضى بعض الوقت في دراسة ونمذجة أحد أقرب جيران المجرة لمحاولة استخلاص المزيد من المعلومات حول تلك المادة المظلمة ، ونتيجة لذلك توصلنا إلى طريقة جديدة تمامًا للنظر إلى الهالة نفسها.
الجار الذي استخدموه هو سحابة ماجلان الكبيرة (LMC) ، أ المجرة الفضائية من درب التبانة يتكون من عدة مليارات من النجوم. يتم وضعه على هذا النحو بحيث يطفو حول الروافد الخارجية للهالة حيث يخلق 'استيقاظًا' من خلال الروافد الخارجية لمجرة درب التبانة ، على غرار الطريقة التي يخلق بها القارب تنبيهًا عندما ينتقل عبر الماء.
فيديو يناقش كيف يمكن لـ LMC والمجموعات الأخرى أن تخبرنا عن المادة المظلمة من بول سوتر ، المساهم في جامعة تكساس.
الائتمان: قناة بول إم سوتر على YouTube
بالنظر إلى ندرة المادة الطبيعية في الهالة ، فإن اليقظة تتكون من خلال المادة المظلمة ، التي تتفاعل مع الكون فقط من خلال تأثير الجاذبية. بتتبع تقدم LMC من خلال الهالة ، تمكن فريق UA و Harvard من تمييز مخطط لإيقاظ المادة المظلمة من خلال استخدام الأداة التي قاموا بإنشائها - وهي أول خريطة نجمية مفصلة للهالة الخارجية.
تطلبت هذه الخريطة بعض التجسس الابتكاري لتحديد النجوم التي كانت في الواقع منفصلة عن درب التبانة أو LMC. استخدم الفريق نهجًا من مستويين من خلال تحليل البيانات أولاً من جايا ، والتي تكون قادرة على تحديد مواقع النجوم بدقة ولكن لا يمكنها تحديد المسافة بينها ، ودمجها مع البيانات الواردة من نيوايز ، والتي نظرت إلى نوع معين من النجوم العملاقة في بيانات الموقع التي ساعدتهم على تحديد المسافة.
محاكاة لكيفية تأثر المادة المظلمة المحيطة بدرب التبانة بـ LMC.
حقوق الصورة: NASA / JPL-Caltech / NSF / R. Hurt / N. Garavito-Camargo & G. Besla
تبدأ خريطة النجوم الناتجة على بعد حوالي 200000 سنة ضوئية من مركز مجرة درب التبانة وتستمر حتى حوالي 325000 سنة ضوئية وراءها. هذه الرقعة من الهالة الخارجية هي أيضًا نفس المنطقة التي يتحرك فيها LMC ، وقد اتصل فريق هارفارد الذي طور الخريطة في الأصل بفريق UA الذي توصل بشكل منفصل إلى نموذج للتنبؤ بكيفية ظهور المادة المظلمة في هالة المجرة.
وجد الفريق المشترك أن أحد نماذج UA تنبأ بدقة بتشتت النجوم في الخريطة التي طورها فريق هارفارد. استخدم نموذج UA نظرية المادة المظلمة المعروفة باسم ' المادة المظلمة الباردة '، وبينما بدا أنه يتناسب مع ملف تعريف النجوم جيدًا ، كان هناك مجال للتحسين. يواصل فريق UA تعديل النموذج لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم الحصول على ملاءمة أفضل لنمط النجم المرصود.
فيديو UT يصف البحث عن المادة المظلمة.
تتمثل إحدى نتائج النموذج المشترك وخريطة النجوم في مزيد من المعلومات حول LMC نفسه. يبدو أن LMC يكمل للتو مداره الأول حول مجرة درب التبانة بعد أن تشكل في مجرة M31 منذ أكثر من 13 مليار سنة. في النهاية سينهار في مجرة درب التبانة نفسها ، على الرغم من أنه بعد بضعة مليارات من السنين أخرى من الالتفاف حوله.
تقدم هذه الرقصة نظرة ثاقبة حول كيفية اندماج المجرات بشكل عام ، ويبدو أن النموذج والخريطة المدمجين يؤكدان النظرية العامة لكيفية حدوث عمليات الاندماج هذه. مع الفهم الأفضل لتأثيرات المادة المظلمة التي توفرها هذه الورقة ، سيصبح من الأسهل تصميم هذه الاندماجات المجرية العملاقة بشكل أفضل من أي وقت مضى.
يتعلم أكثر:
مختبر الدفع النفاث - أصدر علماء الفلك خريطة جديدة لكل السماء لأبعاد مجرة درب التبانة الخارجية
طبيعة سجية - الاستجابة الديناميكية لكل السماء لهالة المجرة لسحابة ماجلان الكبيرة
UA - علماء الفيزياء الفلكية يساعدون في رسم 'المحيط' الخفي للمادة المظلمة
علم يوميا - مجرة درب التبانة لها هالة متكتلة
يوتا - يجب أن تكون المادة المظلمة المتحللة مرئية هنا في مجرة درب التبانة على شكل هالة حول المجرة
الصورة الرئيسية:
تُظهر خريطة النجوم مجرة درب التبانة و LMC مع أقسام أخف تظهر نجومًا أكثر كثافة بينما الأقسام الأكثر قتامة هي مناطق متفرقة من النجوم.
حقوق الصورة: NASA / ESA / JPL-Caltech / Conroy et al
