وعدت ورقة جديدة قدمت في مؤتمر الجمعية الفلكية الأمريكية هذا الأسبوع بإلقاء بعض الضوء ، إذا جاز التعبير ، على متابعة المادة المظلمة في المجرات الفردية. إن النموذج الحالي للمادة المظلمة الباردة في الكون ناجح للغاية عندما يتعلق الأمر برسم خريطة المادة الغامضة على المقاييس الكبيرة ، ولكن ليس على المقاييس المجرة وشبه المجرة. في وقت سابق من اليوم ، وصفت الدكتورة سوكانيا تشاكرابارتي من جامعة فلوريدا أتلانتيك طريقة جديدة لرسم خريطة للمادة المظلمة من خلال مراقبة التموجات في أقراص الهيدروجين في المجرات الكبيرة. وقد يسمح عملها أخيراً لعلماء الفلك باستخدام ملاحظاتهم للمادة العادية لاستكشاف توزيع المادة المظلمة على نطاقات أصغر.
تتكون المجرات الحلزونية عادةً من قرص ، مصنوع من مادة (باريونية) عادية ويحتوي على انتفاخ مركزي وأذرع لولبية وهالة تحيط بالقرص وتحتوي على مادة مظلمة. في السنوات الأخيرة ، تم إجراء مسوحات مثل THINGS (التي أجراها NRAO Large Array) لتحليل توزيع الهيدروجين في أقراص المجرة القريبة. في العام الماضي ، استخدم الدكتور تشاكرابارتي مثل هذه الاستقصاءات للتحقيق في الطريقة التي تؤثر بها المجرات الساتلية الصغيرة على أقراص المجرات الأكبر مثل M51 ، ويرلبول جالاكسي. لكن الجائزة الحقيقية تكمن في التحقيق في ما لا يستطيع الفلكيون رؤيته. قال تشاكرابارتي: "منذ السبعينيات ، عرفنا من ملاحظات منحنيات الدوران المسطح أن المجرات تحتوي على هالات ضخمة من المادة المظلمة ، ولكن هناك عدد قليل جدًا من المجسات التي تسمح لنا بمعرفة كيفية توزيعها". لقد قامت الآن بتوسيع بحثها للقيام بذلك.
يعتقد علماء الفلك أن توزيع كثافة المادة المظلمة يعتمد على معلمة تسمى به نصف قطر النطاق. كما اتضح ، فإن تغيير هذه المعلمة يؤثر بشكل واضح على شكل قرص الهيدروجين في المجرة عندما يتم حساب تأثير تمرير المجرات القزمة.
قال تشاكرابارتي: "إن التموجات في أقراص الغاز الخارجي تعمل كمرآة لتوزيع المادة المظلمة الأساسية". من خلال تغيير نصف قطر مقياس هالة المادة المظلمة M51 ، تمكن تشاكرابارتي من رؤية كيف سيؤثر على شكل وتوزيع الهيدروجين الذري في قرصه. ووجدت أن نصف القطر الواسع النطاق يؤدي إلى المجرات بهالة المادة المظلمة التي تصبح أكثر انتشارًا تدريجيًا حيث تمتد على طول القرص. وهذا يتسبب في أن يلتف الهيدروجين في القرص بشكل فضفاض للغاية حول الانتفاخ المركزي للمجرة. على العكس من ذلك ، فإن نصف القطر صغير الحجم له سمات كثافة تسقط بشكل أكثر حدة.
وأوضح تشاكرابارتي: "إن الملامح ذات الكثافة الأكثر انحدارًا هي أكثر فعالية في التمسك بـ" الأشياء "الخاصة بهم ، وبالتالي لديهم شكل مخطط حلزوني أكثر إحكامًا."
تتوافق خريطة شاكرابارتي لتوزيع المادة المظلمة في هالة M51 مع النماذج النظرية الحالية ، مما يدفعها إلى الاعتقاد بأن هذه الطريقة قد تكون مفيدة للغاية لعلماء الفلك الذين يحاولون استكشاف المادة المراوغة وغير المرئية التي تشكل ما يقرب من ربع عالمنا . توجد نسخة مطبوعة من ورقتها على ArXiv.
