يُعتقد أن المجرات الأولى في الكون قد تشكلت في المواقع التي اندمجت فيها كميات كبيرة من المادة المظلمة ، مما يوفر قوة الجاذبية لجذب ما يكفي من المادة العادية لتكوين النجوم. وحتى الآن ، من المستحيل شرح سلوك جميع المجرات التي لاحظناها تقريبًا دون الاستنتاج أن لديها مكونًا مهمًا من المادة المظلمة.
تقريبًا ، لكن ليس كل شيء. في الآونة الأخيرة ، تم التعرف على حفنة من المجرات المظلمة المنتشرة والتي يبدو أنها تحتوي على مادة مظلمة قليلة نسبيًا. لبعض الوقت ، لم يكن من الممكن تفسير هذه المجرات ، مما أثار تساؤلات حول ما إذا كانت الملاحظات قد قدمت صورة دقيقة لتكوينها. ومع ذلك ، فقد حدد الباحثون مؤخرا بطريقة يمكن أن تتشكل المجرات: يمكن لمجرة صغيرة أن تبتلعها مجرة أكبر تحتفظ بالمادة المظلمة وتبث النجوم.
الآن تم اقتراح خيار ثانٍ ، بناءً على سلوك المادة المظلمة في مجموعة من المجرات. قد يشرح هذا النموذج سلسلة من الأجسام الموجودة بالقرب من المجرات الفقيرة بالمادة المظلمة. وقد يشير إلى أن الأجسام الشبيهة بالمجرات يمكن أن تتشكل بدون عنصر أساسي من المادة المظلمة.
رصاصة الوقت
مجموعة المجرات التي ألهمت هذا النموذج تسمى Bullet Cluster. أولاً وصفها في عام 2006، هذه المجموعة الضخمة من المجرات هي نتاج تصادم بين مجموعتين منفصلتين من قبل. نظرًا لأن المادة المظلمة لا تتفاعل جسديًا ، فقد مر جزء المادة المظلمة من كل من المجموعتين برشاقة عبر موقع الاصطدام واستمر في طريقه. من ناحية أخرى ، تعرضت المادة العادية لاصطدام حقيقي ، مع ظهور موجات الصدمة بكميات كبيرة من الغاز المصاحب للعناقيد المجرية.
أشارت ملاحظات الجاذبية العدسية إلى أن معظم الكتلة كانت تحتوي على مادة مظلمة ، والتي تجاوزت موقع الاصطدام. لكن معظم المادة المرئية لا تزال بالقرب من مكان حدوث الاصطدام في الأصل. هذه الطريقة في فصل المادة العادية والمادة المظلمة لها صمدت بشكل جيد إلى الملاحظات والنماذج الأخرى.
يعتمد العمل الجديد على توسيع الآلية التي ينطوي عليها إنشاء Bullet Cluster وصولاً إلى مقياس المجرات الفردية. تعمل الفيزياء بالطريقة نفسها: يصطدم الاصطدام بالمادة الطبيعية في تصادم غير منظم مدفوعًا بتفاعلاتها ، بينما تمر المادة المظلمة بسلاسة عبر الاضطراب. ليس من الواضح عدد هياكل المادة العادية التي يمكنها تحمل هذا النوع من الفوضى. ولكن نظرًا لاحتمال وجود الكثير من الغازات بعد انتقال المادة المظلمة ، فمن الممكن أن تشكل المادة العادية بنى تفتقر إلى مكون المادة المظلمة.
يطبق البحث الجديد هذا المنطق على أكثر مجرتين بدون مادة مظلمة ، وهما DF2 و DF4 ، وهما مجرتان قزمتان توجدان بالقرب من مجرة عادية كبيرة تسمى NGC 1052.
يذهب إلى 11
من السهل نمذجة التصادمات بين المجرات القزمية التي تخلق حالة مشابهة لعنقود الرصاص ، مع مادة مظلمة ومنتظمة منفصلة. بشكل جماعي ، يشار إلى هذه باسم اصطدامات “الكرة القزمة”. (قد تبدو الكرة القزمة أكثر وصفية ، لكن لم يتم اختيار ذلك لسبب ما).
لكن في هذه الحالة ، تمكن الباحثون من فرض العديد من القيود على النموذج بناءً على الوضع المادي حول NGC 1052. أحد هذه القيود تم توفيره بواسطة NGC 1052 ، المجرة الكبيرة في المنطقة. لا يوجد سبب حقيقي لتوقع حدوث مثل هذه الأنواع من اصطدامات المجرات بالقرب من مجرة كبيرة مثل هذه. يشير وجودها في المنطقة إلى أن التقارب كان في قلب الاصطدام: إحدى المجرات الأصغر المشاركة في الاصطدام كانت تدور حول NGC 1052.
من الواضح أن وجود كليهما في المدار من شأنه أن يجعل الاصطدام أكثر احتمالًا. لكن هذا يعني أيضًا أن المجرات القزمة لن يكون لها سرعة مشتركة من شأنها أن تخلق تصادمًا عنيفًا بدرجة كافية. لذلك يجب أن تأتي واحدة على الأقل من المجرات من خارج النظام وتلتقط سرعتها أثناء سحبها نحو NGC 1052.
القيد الرئيسي الآخر لديهم هو وجود مجرتين فقيرتين بالمادة المظلمة ، DF2 و DF4 ، وفكرة عن حركتهما النسبية. سمحت الحركة النسبية للباحثين بتتبع حركات المجرات عبر الزمن واستنتاج أن أي تصادمات حدثت على الأرجح قبل حوالي 8 مليارات سنة ، وهو ما يتوافق جيدًا مع عمر بعض النجوم في DF2.
تشير نماذج التصادم إلى أنه بالإضافة إلى DF2 و DF4 ، يجب أن ينتج عن هذا الاصطدام مجرتان قزميتان غنيتان بالمادة المظلمة ، ويجب أن تظهر هاتان المجرتان تقريبًا على طول الخط المحدد بواسطة DF2 و DF4. لذلك بحث الباحثون في فهرس الأجسام عن مجرات قزمة أخرى في المنطقة ربما تكون قد نشأت من الاصطدام. بدلا من أربعة أشياء في المجموع ، وجدوا 11.
