"גלקסיית רפאים" המורכבת מ-99% חומר אפל התגלתה במרחק של 300 מיליון שנות אור


אסטרונומים זיהו את הגלקסיה CDG-2 בצביר פרסאוס בעזרת ארבעה צבירים כדוריים בלבד ותצפיות מטלסקופ החלל האבל ואוקלידס ומצפה סוברו בהוואי

בגלקסיה עם בהירות נמוכה CDG-2, בתוך העיגול האדום המקווקו מימין, החומר האפל דומיננטי והיא מכילה רק פיזור דליל של כוכבים. משמאל: התמונה המלאה שצילם האבל. קרדיט: NASA, ESA, Dayi Li (UToronto); Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)
בגלקסיה עם בהירות נמוכה CDG-2, בתוך העיגול האדום המקווקו מימין, החומר האפל דומיננטי והיא מכילה רק פיזור דליל של כוכבים. משמאל: התמונה המלאה שצילם האבל. קרדיט: NASA, ESA, Dayi Li (UToronto); Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)

אסטרונומים גילו גלקסיית רפאים שעשויה כמעט לחלוטין מחומר אפל. את הגוף החלש חשפו רק ארבעה צבירי כוכבים כדוריים שמסתתרים בצביר פרסאוס.

רוב הגלקסיות מבהיקות עם מיליארדי כוכבים, אבל כמה גלקסיות נדירות הן כל כך חלשות שבקושי ניתן לגלות אותן. גלקסיות עם בהירות נמוכה אלה מכילות מעט מאוד כוכבים ועשויות בעיקר מחומר אפל, ולכן קשה מאוד לאתר אותן.

אחת הדוגמאות הכי בלתי רגילות, בשם CDG-2, יכולה להיות בין הגלקסיות בהן החומר האפל הכי דומיננטי שזוהו אי פעם. (חומר אפל הוא חומר מסוג בלתי נראה שלא מחזיר, פולט או בולע אור).

מציאת גלקסיה באמצעות צבירים כדוריים

בגלל שהגלקסיות האלה פולטות כמות אור קטנה כל כך, קשה לגלות אותן ישירות. דייוויד לי וצוות החוקרים שלו השתמשו בשיטות סטטיסטיות מתוחכמות כדי לחפש דפוסים במקום בהירות. הם חיפשו הקבצות הדוקות של צבירים כדוריים, שהם אוספים כדוריים וצפופים של כוכבים שבדרך כלל מקיפים גלקסיות גדולות יותר. צבירים כאלה יכולים לשמש כהוכחה עקיפה לקיומה של גלקסיה.

באמצעות האסטרטגיה הזאת, הצוות איתר עשר גלקסיות עם בהירות נמוכה מוכרות וזיהה עוד שתיים פוטנציאליות שאולי מתאימות להגדרה של גלקסיות אפלות.

אוקלידס הוא טלסקופ חלל אירופי ששוגר ב-2023 כדי למפות את הגאומטריה של היקום ולחקור את טיבם המסתורי של החומר האפל והאנרגיה האפלה על ידי צילום תמונות ברזולוציה גבוהה של מיליארדי גלקסיות. קרדיט: ESA
אוקלידס הוא טלסקופ חלל אירופי ששוגר ב-2023 כדי למפות את הגאומטריה של היקום ולחקור את טיבם המסתורי של החומר האפל והאנרגיה האפלה על ידי צילום תמונות ברזולוציה גבוהה של מיליארדי גלקסיות. קרדיט: ESA

אימות CDG-2 באמצעות מהאבל, אוקלידס וסוברו

כדי לאמת את אחת הגלקסיות הפוטנציאליות, האסטרונומים הסתמכו על שלושה מיצפים: טלסקופי החלל האבל ואוקלידס והטלסקופ סוברו בהאווי. תמונות ברזולוציה גבוהה מהאבל גילו ארבעה צבירים כדוריים בהקבצה הדוקה בצביר הגלקסיות פרסאוס, בערך 300 מיליון שנות אור מהארץ.

תצפיות נוספות ששילבו נתונים מהאבל, אוקלידס וסוברו זיהו זוהר חלש שמשתרע סביב הצבירים האלה. ההילה העמומה הזאת  סיפקה הוכחה משכנעת שגלקסיה שהייתה קודם בלתי נראית נמצאת מתחתם.

"זאת הגלקסיה הראשונה שהתגלתה אך רק באמצעות אוכלוסיית הצבירים הכדוריים שלה", אמר לי. "לפי הנחות שמרניות, ארבעת הצבירים הם כל אוכלוסיית הצבירים הכדוריים של CDG-2".

לפי אומדנים ראשוניים CDG-2 זוהרת באור משולב של פחות או יותר שישה מיליון כוכבים דמויי השמש. ארבעת הצבירים הכדוריים אחראים לכ-16% מהאור הנראה של הגלקסיה. ומה שיותר מרשים, נראה שבערך 99% מהמסה הכוללת שלה, כולל חומר נראה וגם חומר אפל, היא חומר אפל.

רוב החומר הרגיל שנחוץ ליצירת כוכבים, בעיקר גז מימן, הוסר באינטראקציות כבידה עם גלקסיות שכנות בתוך צביר פרסאוס.

צבירים כדוריים הם מאוד צפופים ויש ביניהם קשר כבידתי חזק. בגלל העמידות שלהם הם פחות פגיעים לשיבושי גאות כבידתיים, ויכולים להישאר שלמים ולשמש כסמנים אמינים של גלקסיות חלשות כמו CDG-2.

למאמר המדעי

עוד בנושא באתר הידען:

2 תגובות

  1. ממליץ מאד כי לפני פרסום הכתבה. יינתן הסבר קצר ופשוט מובן לכל , אודות נשוא הכתבה. למשל במקרה שלנו : לתת בפתיחה הערת העורך: מה זה חומר אפל
    חוץ מזה מאד מעניין לקרוא את החומרם שאתם מביאים.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

אתר זו עושה שימוש ב-Akismet כדי לסנן תגובות זבל. פרטים נוספים אודות איך המידע מהתגובה שלך יעובד.