قد يُحل لغز المجرات الوهمية قريبًا

تقول نظرية جديدة أن هذه المجرات الغريبة "فائقة الانتفاخ" هي أقزام ولدت في دوامة.

أدرك علماء الفلك منذ فترة طويلة أن المجرات تأتي في مجموعة متنوعة من الأشكال ، وأن أي حجم وشكل لأي مجرة يقدم لمحة عن تاريخها. مجرة عملاقة سريعة الدوران تخلق نمطًا حلزونيًا جميلًا مثل نمط مجرتنا درب التبانة المألوفة. إذا اصطدمت مجرتان حلزونيتان عملاقتان ، فقد تصبحان سرب نجم أكبر يسمى مجرة إهليلجية حول كل هؤلاء العمالقة الأقوياء ، ترقص المجرات "القزمة" الضئيلة بالعشرات - قد تكون هذه بقايا من تكوين العمالقة. لكن في الآونة الأخيرة ، اكتشف المراقبون أعدادًا هائلة من المجرات في شكل جديد غريب لا يمكن تفسيره بسهولة.

في عام 2014 ، قام علماء الفلك بقيادة بيتر فان دوكوم من جامعة ييل بتوجيه مجموعة حساسة من التلسكوبات الصغيرة في مجموعة مجرات في كوكبة كوما بيرينيسيس Coma Berenices وكانوا مندهشين لاكتشاف 47 "لطخة" في جميع الصور الناتجة. لم تكن اللطخات بصمات أصابع شخص ما ؛ كانت مجرات شبحية بدت وكأنها هجينة غريبة من عمالقة وأقزام. مثل العمالقة ، كانوا بحجم مجرة درب التبانة. مثل الأقزام ، كانت قاتمة ، تنبعث منها ما يقرب من ألف جزء من الضوء. تفسر السمتان المتعارضتان مظهرهما الغريب: فهما يبدوان خافتين وشبحيين لأن نجومهما القليلة نسبيًا منتشرة على مساحة ضخمة من الفضاء.

علاوة على ذلك ، ثبت أن هذه المجرات "فائقة الانتشار" شائعة بشكل مدهش. عندما نظر علماء الفلك عن كثب إلى مجموعة كوما باستخدام تلسكوب سوبارو البالغ طوله 8.3 مترًا ، اكتشفوا أكثر من 800 مثال إضافي ، وكشفت عمليات البحث من خلال البيانات الأرشيفية أن أول عدد قليل من أعضاء الفصل ظهر في ملاحظات من الثمانينيات. في مواجهة الكثير من الشذوذ ، يقوم المنظرون الآن بصياغة نماذج جديدة لشرح كيف نشأ هذا الكم الهائل من الأشباح المجرية.

السيناريو المفضل لدى فان دوكوم هو أن المجرات شديدة الانتشار هي عمالقة فاشلة. في هذا النموذج ، فشلت مجرات ضخمة مثل مجرة درب التبانة في أن تضيء لأن من سوء حظها الوقوع في عنقود مجري ، مما جردها من غازها. بدون كميات كبيرة من الغاز ، لا يمكن لمثل هذه المجرات أن تفرخ نجومًا جديدة ، لذلك تلاشت هذه الكواكب العملاقة في حالتها الحالية القاتمة والمنتشرة.

لكن الآن ، اقترح نيكولا أموريسكو وآفي لوب من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية فكرة مختلفة لشرح المجرات شديدة الانتشار. يقول أموريسكو: "إنها مجرات قزمة". "هذا ما يسمح لهم بأن يكونوا كثيرين.".

مفتاح الاقتراح الجديد هو الدوران. تولد مجرات قزمة مختلفة تدور بسرعات مختلفة. نظرًا لأن جسمًا كبيرًا - مجرة أو نجمًا أو كوكبًا يتقلص تحت قوة الجاذبية ، فإن الحفاظ على الزخم الزاوي يكبر أي دوران أولي طفيف إلى دوران كبير وقابل للقياس. إذا حدث أن ولد قزم يدور ببطء ، فإن الغاز يندفع نحو مركز المجرة ، مكونًا نجومًا فوق منطقة مضغوطة. ولكن إذا ولد قزم يدور بسرعة ، فإن الغاز المتدفق يبقي على مسافة من مركز المجرة ، مشكلاً نجومًا بحجم أكبر بكثير. في الاقتراح الجديد ، الذي نشره أموريسكو ولوب مؤخرًا في الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية ، المجرات فائقة الانتفاخ هي الأقزام التي ولدت تدور بسرعة كبيرة لدرجة أنها شكلت نجومها على مساحة شاسعة حقًا. يقول فان دوكوم: "تعجبني الفكرة لأنها قابلة للاختبار". "آمل نوعًا ما أن يكون هذا غير صحيح ، لأنه بالنسبة لي خيار أقل إثارة للاهتمام" من سيناريو العملاق الفاشل.

تقدم النظرية الجديدة تنبؤًا بسيطًا حول المجرات فائقة الصلابة: إذا كانت أقزامًا ، "يجب أن تكون في كل مكان" ، كما يقول أموريسكو. في المقابل ، إذا كانت المجرات عمالقة فاشلة تدين بوجودها لتأثير مجموعات المجرات في تجريد الغاز ، فإن عناقيد المجرات يجب أن تكون الموطن الكوني الوحيد للمجرات شديدة الانتشار. تمتلك العناقيد المجرية قدرًا كبيرًا من الجاذبية بحيث يصعب الهروب منها - فبمجرد سقوط المجرة ، لا يمكنها الصعود مرة أخرى. حتى الآن ، ظهرت جميع المجرات فائقة الانتشار المعروفة تقريبًا في مجموعات بدلاً من التجمعات المجرية الأكثر تواضعًا والمعروفة باسم المجموعات ، ولكن قد يظهر البعض الآخر في مكان آخر حيث يبدأ علماء الفلك في البحث عنها بشكل أكثر شمولاً.

هناك طريقة أخرى للتمييز بين العمالقة الفاشلة والأقزام سريعة الدوران وهي قياس كتلة مجرة شديدة الصلابة - وهو الأمر الذي أنجزه مايكل بيسلي من معهد الفيزياء الفلكية في جزر الكناري وزملاؤه مؤخرًا. تقع مجرة بيسلي في العنقود المجري للعذراء وتبلغ كتلتها حوالي 8 في المائة مثل مجرة درب التبانة. وفقًا لويب ، فإن هذا يدعم فكرة أن المجرة تشكلت كقزم سريع الدوران ، لكن فان دوكوم يقول إن المجرة قاتمة بشكل غير طبيعي حتى بمعايير شديدة الانتشار ، مما يجعلها غير مناسبة يمكن من خلالها إجراء استقراءات كبيرة حول الفئة ككل.. يقول فان دوكوم: "إنه لأمر رائع أن يستشهد الناس بنفس المجرة لدعم مثل هذه الأفكار المختلفة".

عادة ، سيكون من الصعب جدًا على المراقبين أن يزنوا مثل هذه المجرة الشبحية ، لكن فريق بيسلي تحايل على هذه المشكلة عن طريق قياس السرعة التي تدور فيها عناقيد النجوم السبعة الكروية الساطعة حول المجرة. يقول فان دوكوم إن الوجود الكبير للعناقيد الكروية يدعم وجهة نظره القائلة بأن المجرات شديدة الاتساع هي عمالقة ، لأن معظم المجرات القزمة لا تحتوي على أي منها. لكن أموريسكو تصد على أن مجرة بيسلي تحتوي على مجموعات كروية أقل بكثير من المجرات العملاقة.

يأمل فان دوكوم في الحصول على إجابة قريبًا. خلال يناير ومارس وأبريل من هذا العام ، حدق هو ومعاونيه في ثلاث مجرات شديدة الانتفاخ في مجموعة الغيبوبة باستخدام تلسكوب كيك العملاق لمدة 34 ساعة. يقول: "هذا ما يتطلبه الأمر". بعد تحليل البيانات ، يجب أن يعرف مدى سرعة تحرك نجوم تلك المجرات ، وبالتالي مدى ضخامة مضيفيهم - يكشفون ما إذا كانت هذه السلالة الجديدة من المجرات هي أقزام سريعة الدوران أم لا ، أو بدلاً من ذلك ، سلالة من العمالقة الذين فشلوا في التألق.. ابقوا متابعين.