أول تيار نجمي من عنقود مغلق يُكتشف خارج مجرتنا.. نافذة جديدة على المادة المظلمة

أين وُجد التيار: المجرة فائقة التشتت UGC 9050-Dw1

يقع التيار في مجرة UGC 9050-Dw1، وهي مجرة فائقة التشتت (UDG) – وهو نوع من المجرات القزمة الخافتة ذات السطوع السطحي المنخفض . ويُعتقد أن هذه المجرات غنية للغاية بالمادة المظلمة، مما يجعلها أهدافًا مثالية لدراسة هذه المادة .

• المجرة المضيفة: UGC 9050-Dw1
• المسافة: حوالي 115 مليون سنة ضوئية (35.2 مليون فرسخ فلكي) من الأرض
• دقة قياس المسافة: 35.2 ± 2.5 مليون فرسخ فلكي

كيف تم التعرف عليه: بيانات هابل الأرشيفية بعيون جديدة

كان التيار خافتًا للغاية لدرجة أن المسوحات القياسية فاتته تمامًا. حدث الاختراق عندما قام فريق بقيادة طالبة الدكتوراه جولي كيل هولم (معهد نيلز بور) والأستاذة المشاركة سارة بيرسون (جامعة الدنمارك التقنية) بإعادة تحليل الصور الأرشيفية من تلسكوب هابل الفضائي باستخدام تقنيات معالجة متقدمة .

ما وجدوه كان هيكلًا رفيعًا ومنحنيًا للغاية يمتد لحوالي 2 كيلو فرسخ فلكي (حوالي 6500 سنة ضوئية) من عنقود مغلق محتمل مضغوط . شكله الضيق والمستطيل واتجاهه بالنسبة للعنقود الباقي أكدا أنه تيار نجمي مدي – أي نجوم تُجرد بفعل جاذبية المجرة المضيفة .

أُطلق على التيار اسم أوياشيو، تيمنًا بتيار محيطي بارد في شمال المحيط الهادئ، وذلك اتباعًا لتقليد تسمية التيارات النجمية خارج المجرة بأسماء تيارات محيطية .

لماذا يعتبر أوياشيو مهمًا: نافذة جديدة على المادة المظلمة

التيار النجمي هو بمثابة فتات خبز كوني. ولأن جميع النجوم في التيار تنتقل على نفس المدار تقريبًا، فإن شكل التيار وعرضه وانحنائه تتتبع مباشرة مجال الجاذبية الكلي لمجرته المضيفة . يمكن لعلماء الفلك نمذجة هذا المدار لقياس توزيع الكتلة للمجرة – بما في ذلك مكونها المظلم غير المرئي.

• أول تطبيق خارج المجرة: هناك المئات من تيارات العناقيد المغلقة المعروفة في درب التبانة وقد استُخدمت لرسم خريطة هالة المادة المظلمة لمجرتنا. يثبت أوياشيو أن هذه التقنية يمكن أن تعمل مع المجرات البعيدة جدًا عن مجرتنا .
• اختبار المجرات فائقة التشتت الغنية بالمادة المظلمة: يُعتقد أن المجرات فائقة التشتت مثل UGC 9050-Dw1 تهيمن عليها المادة المظلمة. يوفر أوياشيو طريقة مباشرة وكمية لاختبار كمية المادة المظلمة التي تحتويها المجرة وكيفية توزيعها، مما يقدم قيودًا جديدة على نماذج تكوين المجرات .
• النمذجة التوليدية للتيار: استخدم الفريق نماذج ديناميكية تم تركيبها مباشرة على شكل التيار لتحديد كتلة العنقود المغلق الأصلي، وتقديم أول قيد للهالة يعتمد على التيار لمجرة فائقة التشتت .

كما شرحت عالمة الفيزياء الفلكية بجامعة نورث وسترن تيتسكي ستاركينبرج، إحدى المشاركين في الدراسة: "النجوم في التيار النجمي تنتقل جميعها على نفس المدار تقريبًا، وهذا المدار يتشكل بفعل جاذبية المجرة." ومن خلال نمذجة هذه الجاذبية، يقدر الباحثون الكتلة الكلية للمجرة، والأهم من ذلك، كمية المادة المظلمة فيها .

ماذا بعد؟

أوياشيو هو مجرد البداية. يتوقع علماء الفلك أن العديد من التيارات النجمية خارج المجرة تنتظر الاكتشاف في أرشيفات التلسكوبات الحالية والمستقبلية – خاصة مع تلسكوب جيمس ويب الفضائي والمراصد من الجيل التالي. كل تيار جديد سيقدم فرصة أخرى لوزن المادة غير المرئية التي تشكل المجرات .

"لقد اكتشفنا تيارًا نجميًا من عنقود مغلق في مجرة أخرى. هذه هي المرة الأولى التي يُرصد فيها مثل هذا التيار خارج مجرتنا، درب التبانة، مما يجعل الاكتشاف مثيرًا بشكل خاص،" قال هولم .