قوة خفية في الكون المبكر.. أول دليل على تأثير المادة المظلمة
توصل فريق دولي من الباحثين إلى أن المادة المظلمة تسيطر على الهالات المحيطة بثقبين أسودين فائقي الكتلة في مجرات تبعد حوالي 13 مليار سنة ضوئية عن الأرض.
نُشرت هذه الدراسة في مجلة "ذا أستروفيزيكال جورنال"، مقدمة رؤى جديدة حول العلاقة بين المادة المظلمة والثقوب السوداء في مرحلة مبكرة من عمر الكون، وكيف تطورت المجرات منذ ذلك الحين وحتى اليوم.
ويعود الفضل في اكتشاف دور المادة المظلمة في المجرات إلى العالمة الفلكية الشهيرة فيرا روبين في سبعينيات القرن الماضي، حيث لاحظت أن الأطراف الخارجية للمجرات تدور بسرعات أعلى من المتوقع، وهو ما عرف لاحقا بمنحنى الدوران المسطح.
ووفقًا لقوانين نيوتن، كان ينبغي للأجزاء الخارجية للمجرة أن تدور بسرعة أقل من تلك القريبة من المركز، لكن ملاحظات روبين أشارت إلى وجود كتلة غير مرئية، أُطلق عليها فيما بعد اسم "المادة المظلمة"، تحيط بالمجرة وتسمح للنجوم والغاز بالدوران بسرعات عالية حتى في المناطق البعيدة عن المركز.
ومع ذلك، ظل تكوين المادة المظلمة في بداية الكون لغزا غير محدد، على الرغم من أهميتها الأساسية لفهمنا للكون.
وفي هذا البحث، قاد فريق بقيادة الباحث الزائر تشينيوي فاي من جامعة طوكيو وباحثين آخرين من معهد كافلي للفيزياء وعلم الفلك في بكين، واستخدموا بيانات من مرصد أتاكاما ، لدراسة مجرات تحتوي على ثقوب سوداء فائقة الكتلة.
وتمكن الباحثون من قياس ديناميكيات الغاز في المجرات المضيفة للثقوب السوداء عند انزياح أحمر يبلغ 6، وبفحص منحنيات الدوران لكل مجرة، وجدوا أن المادة المظلمة تشكل حوالي 60% من كتلتها الإجمالية.
وأشار جون سيلفرمان، أحد أعضاء الفريق البحثي، إلى أن "فيرا روبين قدمت أول دليل على وجود المادة المظلمة باستخدام منحنيات الدوران للمجرات القريبة، ونحن نستخدم الآن نفس التقنية لدراسة الكون المبكر".
وأظهرت النتائج أن المادة المظلمة تلعب دورا محوريا في تفسير السرعات العالية لدوران الغاز في المجرات البعيدة، وهو اكتشاف يعزز فهمنا لتطور المجرات من بدايات الكون إلى ما نراه اليوم.
وهذه الدراسة تقدم خطوة مهمة نحو حل لغز تطور المجرات وكيفية ارتباطها بالمادة المظلمة والثقوب السوداء، مما يفتح آفاقا جديدة أمام الباحثين لاستكشاف الكون المبكر وفهم بنيته الحالية.
