خريطة هالة درب التبانة تكشف عن المادة المظلمة في المحيط


لاحظ علماء الفلك النجوم البعيدة في الخافتhaloيحيط بنادرب التبانةالمجرة وقد أنشأنا الآن خريطة للهالة ، وهي الأولى من نوعها من هذه الأجزاء الخارجية من مجرتنا. هذه الملاحظات الجديدة ، علماء الفلكقالتفي أبريل 2021 ، أظهر كيف أنسحابة ماجلان الكبيرة- إحدى المجرات التابعة لمجرة درب التبانة - خلقت حالة من الاستيقاظ ، مثل سفينة تبحر عبر المياه الهادئة ، أثناء انتقالها عبر هالة درب التبانة. يظهر الاستيقاظ كمسار لامع مميز للنجوم على الخريطة ، يخبرنا أنغيوم ماجلانلا يزالون يسافرون في مدارهم الأول حول مجرة ​​درب التبانة. وقد تكون اليقظة نفسها مكونة منالمادة المظلمة، تسحب النجوم معها!

كان الاكتشافنشرتفي المراجعة الأقرانمجلةطبيعة سجيةفي 21 أبريل.


هناك أشياء كثيرة مثيرة للاهتمام حول هالات المجرة. إنها خافتة ويصعب ملاحظتها ، وتمتد إلى مسافات كبيرة خارج مجراتها ، وبصرف النظر عن عدد قليل من النجوم والغاز والغبار - يُعتقد أنها تحتوي على كمية كبيرة من المادة المظلمة. تسمى المادة المظلمة 'مظلمة' ليس فقط لأننا نعرف القليل عنها ، ولكن لأنها لا تكشف لنا عن وجودها من خلال الضوء ، فقط من خلال تفاعل الجاذبية مع المادة الأخرى. يوضح الفيديو أعلاه إلى أي مدى تمتد الهالة بعيدًا عن القرص الرئيسي لمجرتنا ، بالإضافة إلى مسار - إيقاظ - سحابة ماجلان الكبيرة التي تنتقل عبرها.

شكل بيضاوي مليء بألوان زرقاء حلزونية ، مع شريط أفقي وانتفاخ من النجوم ، واثنين من المجرات الصغيرة غير المنتظمة ، وكلها مرقمة.

الخريطة الجديدة لهالة درب التبانة (المنطقة الإهليلجية الزرقاء) مع قرص مجرة ​​درب التبانة ، تُرى من الجانب ، ومع مجرة ​​القمر الصناعيسحابة ماجلان الكبيرةفي أسفل اليمين (الصغير موجود أيضًا). المثير في هذه الصورة هو المناطق المضيئة في الهالة: الجزء السفلي يشكل مسارًا مميزًا - يقظة - خلف سحابة ماجلان الكبيرة. الجزء العلوي هو منطقة بها المزيد من النجوم في نصف الكرة الشمالي من الهالة. تم التنبؤ بهذين الشذوذ الهالي لأول مرة بواسطة نماذج الكمبيوتر وتم تأكيدهما الآن من خلال المراقبة. صورة عبر وكالة ناسا / وكالة الفضاء الأوروبية /مختبر الدفع النفاث- معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا/ كونروي وآخرون.

إذا كانت المادة المظلمة تشكل بالفعل معظم الهالة - وتتفق جميع النظريات المختلفة حول طبيعة المادة المظلمة على ذلك - فإن المجرة التي تسافر عبر الهالة ستترك أيضًا يقظة في المادة المظلمة ، وليس النجوم فقط. كبيان ناسا / مختبر الدفع النفاثوصفها:

يُعتقد أن اليقظة التي لوحظت في خريطة النجوم الجديدة هي الخطوط العريضة لإيقاظ المادة المظلمة هذه ؛ النجوم مثل الأوراق على سطح هذا المحيط غير المرئي ، يتغير موقعها مع المادة المظلمة.




تم بالفعل التحقق من المناطق الداخلية لهالة درب التبانة بالتفصيل ، ولكن هذه هي المرة الأولى التي يتمكن فيها علماء الفلك من رسم خريطة مماثلة للمناطق الخارجية للهالة ، بما في ذلك المؤثرات ، على مسافة 200000 إلى 325000سنوات ضوئيةمن مركز مجرتنا. (على سبيل المقارنة ، يبلغ قطر قرص مجرة ​​درب التبانة المرئي الذي نعرفه أكثر من 100000 سنة ضوئية ، لذا فإن هذا بعيد جدًا بالفعل).

مع كون الهالة خافتة جدًا ، كيف تبدأ في مراقبتها؟ على الرغم من أن النجوم متناثرة للغاية في الهالة ، إلا أنه لا يزال هناك بعض النجوم هناك. قام الباحثون بقياس 1301 نجمة تقع على مسافات شاسعة من الهالة ، باستخدام بيانات من وكالة الفضاء الأوروبيةمهمة Gaiaومستكشف المسح بالأشعة تحت الحمراء للمجال القريب من الأجسام القريبة من الأرض التابع لوكالة ناسا (نيوايز، والذي أطلق أيضًا اسم مذنب عام 2020). لكن تحديد مسافاتهم بدقة كان أحد العقبات الرئيسية. لذلك اختاروا نوعًا معينًا فقط من النجوم العملاقة الحمراء ، المصنفة على أنهاعمالقة K.في المخطط التصنيف النجمي. يمكن لـ NEOWISE الكشف بكفاءة عن هذه النجوم فيالأشعة تحت الحمراءجزء منالمجال الكهرومغناطيسي، مما ساعد الفريق في العثور على مسافاتهم الدقيقة في الهالة وإنشاء الخريطة.

توقع جزء من الفريق وراء هذا البحث كيفية هالة المادة المظلمة في مجرة ​​درب التبانةيجبيبدو ، باستخدام نماذج الكمبيوتر. لذلك عندما أظهرت بيانات الرصد استيقاظًا خلف سحابة ماجلان الكبيرة ومنطقة أخرى ذات كثافة أعلى من النجوم في الجزء الشمالي من الهالة ، لم يكن هذا مفاجئًا تمامًا.

أعضاء الفريقجورتينا بيسلافي مرصد ستيوارد بجامعة أريزونا قال:


ما كان تنبؤًا نظريًا بحتًا تم التحقق منه الآن من خلال بيانات المراقبة ، مما يوفر حجة مقنعة لوجود المادة المظلمة.

المؤلف الرئيسيتشارلي كونروي، الأستاذ في جامعة هارفارد ، كيف يمكننا معرفة المزيد عن المادة المظلمة ، مثل ما تتكون منها ، من خلال الجمع بين النماذج والبيانات:

يمكنك أن تتخيل أن اليقظة خلف القارب ستكون مختلفة إذا كان القارب يبحر في الماء أو من خلال العسل. في هذه الحالة ، يتم تحديد خصائص اليقظة من خلال نظرية المادة المظلمة التي نطبقها.

يبتسم الشاب مع النظارات واللحية أمام الخضرة.

تشارلي كونرويهو أستاذ في جامعة هارفارد والباحث الرئيسي في اكتشاف يقظة في هالة درب التبانة ، التي أنشأتها سحابة ماجلان الكبيرة أثناء دورانها حول مجرة ​​درب التبانة. صورة عبرجامعة هارفرد.


نيكولاس جارافيتو كامارغوأوضح مؤلف مشارك في الدراسة في جامعة أريزونا ، كيف ينطبق هذا البحث على المجرات الأخرى أيضًا:

مجرة درب التبانة هي المجرة الوحيدة التي يمكننا فيها حل النجوم والهالة إلى هذا المستوى من التفاصيل ، لذا فهي 'مختبرنا الطبيعي' الأهم حيث يمكننا دراسة كيفية عمل المجرات بشكل عام. نعتقد أن ما نلاحظه هنا ينطبق على الأرجح على مجرات مماثلة في جميع أنحاء الكون.

سحابة ماجلان الكبيرة هي مجرة ​​صغيرة تدور حول مجرة ​​درب التبانة ، على بعد حوالي 160 ألف سنة ضوئية منا. إنها ورفيقتها الأصغر ، سحابة ماجلان الصغيرة (غالبًا ما يتم اختصارها LMC و SMC ، على التوالي) ، يمكن رؤيتهما بوضوح بالعين المجردة من نصف الكرة الجنوبي ، حيث تبدو تمامًا مثل الاسم نفسه: مثل الغيوم الثابتة الغريبة. LMC هوتوقعت أن تصطدممع درب التبانة في المستقبل البعيد ، وفي جوهرها ، بدأ هذا الاصطدام بالفعل إذا أخذت الهالة في الاعتبار كجزء من مجرتنا.

خلاصة القول: لقد أنشأ علماء الفلك خريطة لهالة مجرتنا درب التبانة - مناطقها الخارجية البعيدة - توضح كيف خلقت سحابة ماجلان الكبيرة يقظة على طول مسارها المتحرك ، وهو دليل على أن مجرة ​​القمر الصناعي القزمة لا تزال في مدارها الأول فقط. حول درب التبانة. توفر الخريطة طريقة لمعرفة المزيد عن طبيعة المادة المظلمة ، التي يُعتقد أنها تشكل جزءًا كبيرًا من الهالة المجرية.

المصدر: الاستجابة الديناميكية لكل السماء لهالة المجرة لسحابة ماجلان الكبيرة

عبر جامعة أريزونا

عبر NASA / JPL