تاب‌خوردگی کهکشان راه شیری ممکن است کار ماده تاریک باشد!!

“دیسک لرزان” عجیب کهکشان ما ممکن است نتیجه هاله‌ای تاب‌خورده از اسرارآمیزترین شکل ماده جهان باشد.

کهکشان راه شیری مانند این کهکشان در اینجا پیچ خورده است. (اعتبار تصویر: ناسا/موسسه علمی تلسکوپ فضایی)

کهکشان راه شیری پیچ خورده است و ستاره شناسان ممکن است سرانجام دلیل آن را بدانند. آنها تقصیر را به گردن هاله‌ای پیچ‌خورده از ماده تاریک می‌اندازند که کهکشان ما را در بر گرفته است.

تصویر رایج کهکشان ما شبیه یک دیسک صاف شبیه به یک صفحه وینیل است، اما چیزی که ممکن است تصور نکنید، لبه آن است که ساختاری شبیه حلقه بیرونی یک فریزبی دارد و هنگامی که دانشمندان شکل کهکشان راه شیری را با جزئیات زیاد مطالعه کردند، دریافتند که قرص کهکشان مارپیچی ما دارای پیچ و تاب است، به این معنی که کمی شبیه فریزبی است که توسط یک کودک عصبانی پیچ خورده و خم شده است.

این ویژگی‌ها برای مدتی مرموز باقی مانده‌اند، اما اکنون، ستاره‌شناسان مرکز اخترفیزیک | هاروارد و اسمیتسونیان (CfA) محاسباتی را انجام داده‌اند که نشان می‌دهد هاله ماده تاریکی که راه شیری را در بر گرفته است، می‌تواند باعث ایجاد لبه‌های گشاد شده و شکل تاب‌دار کهکشان ما شود.

این کشف نه تنها ممکن است به ما در درک بهتر تکامل کهکشان راه شیری کمک کند، بلکه می‌تواند اطلاعات بیشتری در مورد ماهیت ماده تاریک و چگونگی شکل‌دهی آن به رشد کلی کهکشان‌ها نشان دهد.

توضیح دادن ماده تاریک برای دانشمندان چالشی است زیرا با نور برهمکنش ندارد و به طور موثری نامرئی می‌شود و به این معناست که نمی‌تواند از همان اتم‌هایی ساخته شود که ماده روزمره را تشکیل می‌دهند. با این حال، این ماده اسرارآمیز تا 85٪ از محتوای ماده جهان را تشکیل می‌دهد، به این معنی که “مواد” شامل ستارگان، سیارات، ابرهای کیهانی از غبار و حتی بدن ما –  هر چیزی که به طور روزمره در اطراف خود می‌بینیم  – تنها حدود 15 درصد از ماده جهان را تشکیل می‌دهد.

تنها راهی که دانشمندان توانسته‌اند وجود ماده تاریک را استنباط کنند، از طریق برهم کنش آن با گرانش و تأثیری است که این ماده بر ماده و نور روزمره دارد. این تأثیر در واقع یک چیز خوشبختی است، زیرا کهکشان‌ها به قدری سریع در حال چرخش هستند که در برخی موارد، اثر گرانشی ماده مرئی در این موجودات برای جلوگیری از دور شدن آنها کافی نیست. ماده تاریک چسب گرانشی است که کهکشان ها را در کنار هم نگه می‌دارد.

بنابراین، محققان استنباط کرده‌اند که اکثر کهکشان‌ها، اگر نه همه، در هاله‌ای از ماده تاریک پیچیده شده‌اند و برای کهکشان راه شیری، تصور می‌شود که این هاله ماده تاریک از کنار هاله ستارگانی امتداد می‌یابد که قرص اصلی و هسته کهکشانی مرکزی کهکشان را احاطه کرده‌اند.

سال گذشته، همین تیم هاروارد توانست هاله ستاره‌ای راه شیری را برای داشتن شکلی بیضوی یا فوتبال مانند، با زاویه نسبت به قرص اصلی کهکشان محاسبه کند. محققان در آن زمان استنباط کرده بودند که شکل آن هاله ماده تاریک شبیه هاله ستاره‌ای (با یک شیب مشابه) البته بسیار گسترده تر است.

این تیم اکنون بر اساس این استنباط با استفاده از مدل‌های کامپیوتری محاسبه کرده‌اند که مدار آن ستاره‌ها به صورت هاله‌ای کج‌شده و شکل توپ‌فوتبال ماده تاریک قرار می‌گیرد. معلوم شد که این یک تطابق تقریباً کامل با کهکشان راه شیری با لبه گشاد و تار آن است.

چارلی کانروی، عضو تیم مطالعه و استاد نجوم در CfA، در بیانیه‌ای گفت: «هاله‌ی تاریک کج‌شده در واقع در شبیه‌سازی‌ها نسبتاً رایج است، اما هیچ‌کس تأثیر آن را بر کهکشان راه شیری کاوش نکرده است». “به نظر می‌رسد که شیب روشی زیبا برای توضیح قدر و جهت قرص لرزان کهکشان ما است.”

یافته‌های این تیم همچنین از این ایده حمایت می‌کند که کهکشان راه شیری در نتیجه برخورد با کهکشان‌های دیگر رشد کرده است.

جیوون جسی هان، رهبر تیم مطالعه و دانشمند وابسته به CfA، گفت: “اگر کهکشان به خودی خود در حال تکامل بود، این هاله زیبا و کروی را داشت؛ این دیسک صاف و زیبا.” “بنابراین این واقعیت که هاله کج است و شکلی شبیه به توپ فوتبال دارد، نشان می دهد که کهکشان ما یک رویداد ادغام را تجربه کرده است، جایی که دو کهکشان با هم برخورد می کنند.”

با این حال، محاسبه شکل قرص ماده تاریک در اطراف کهکشان راه شیری می‌تواند بیش از داستان تکاملی کهکشان ما آشکار کند – همچنین می‌تواند با آشکار کردن برخی از ویژگی‌های ذرات تشکیل دهنده این عجیب، ماهیت ماده تاریک را روشن کند. ماده‌ای که بر جهان ما مسلط است این یافته‌ها همچنین می‌تواند به اخترشناسان کمک کند تا “حبابهای” شناور آزاد ماده تاریک را مطالعه کنند که گمان می‌رود بین کهکشان‌ها حرکت می‌کنند.

هان در پایان گفت: «این واقعیت که کهکشان در داده‌های ما کروی نیست، نشان می‌دهد که حدی وجود دارد که ماده تاریک می‌تواند با خود تعامل داشته باشد.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

The Milky Way is warped, and it might be the work of dark matter

By Robert Lea

 published about 20 hours ago

https://www.space.com/milky-way-galaxy-warp-dark-matter