באמצעות ניתוח אור מגלקסיות ננסיות הסובבות את שביל החלב, מדענים מאמינים כי גילו את מסת המינימום עבור גלקסיות ביקום- 10 מיליון מסות שמש
באמצעות ניתוח אור מגלקסיות ננסיות הסובבות את שביל החלב, מדענים מאמינים כי גילו את מסת המינימום עבור גלקסיות ביקום- 10 מיליון מסות שמש. מסה זו עשויה להיות אבן היסוד של החומר המסתורי והבלתי נראה הקרוי "חומר אפל". כוכבים הנוצרים מתוך אבני יסוד אלו מתקבצים לכדי גלקסיות. מדענים יודעים מעט מאוד על מאפייני המיקרו של החומר האפל, למרות שהחומר מהווה כחמש שישיות מכלל החומר ביקום. "ע"י גילוי מסת המינימום עבור גלקסיות, אנו יכולים להבין טוב יותר כיצד מתנהג החומר האפל, אשר חיוני גם בהבנה כיצד נוצר היקום שלנו והחיים כפי שאנו מכירים אותם", אומר לואיס סטריגרי, חוקר מוביל במחקר מטעם אוניברסיטת קליפורניה, אירבין.
חומר אפל שולט בהיווצרות מבנים ביקום. בלעדיו, גלקסיות כמו שביל החלב שלנו לא יכלו להיווצר. מדענים יודעים כיצד כבידת החומר השחור מושכת חומר רגיל וגורמת לגלקסיות להתהוות. הם גם חושבים שגלקסיות קטנות הופכות בבוא העת לגלקסיות גדולות יותר כמו שביל החלב שלנו.
הגלקסיות הקטנות ביותר הידועות לנו, מכונות גלקסיות ננסיות, בהירותן משתנה מגלקסיה לגלקסיה, היא נעה בין אלף בהירויות שמש, לבין 10 מיליון מבהירות השמש. לפחות 22 מתוך גלקסיות הננסיות מקיפות את שביל החלב. מדענים מאוניברסיטת קליפורניה חקרו 18 מתוכן באמצעות טלסקופ קאק שבהוואי וטלסקופ מגלן בצ'ילה, במטרה לחשב את מסותיהן. ניתוח של אור הכוכבים בכל גלקסיה, אפשר למדענים לקבוע באיזו מהירות הם זזים וחישובי המהירויות הללו עזרו להם בגילוי מסת כל גלקסיה.
החוקרים ציפו שהמסות ישתנו מגלקסיה לגלקסיה כאשר על פי ההיגיון הגלקסיות הבהירות יותר אמורות להיות בעלות מסה גדולה יותר, והגלקסיות החיוורות בעלות מסה נמוכה. אך למרבה הפלא, לכל גלקסיות הננסיות הייתה אותה מסה- 10 מיליון מסות שמש.
מאנוי קפלינגט, פיזיקאי ופרופסור לאסטרונומיה מטעם אוניברסיטת קליפורניה שהשתתף במחקר, על מנת להסביר את הממצאים, השתמש באנלוגיה שבה בני האדם משחקים את תפקיד החומר האפל.
"נניח שחייזרים עפים מעל כדה"א ומזהים אזורים עירוניים המוארים מאוד בלילה. מתוך ניתוח כמות האור באותם אזורים החייזרים מניחים שיותר בני אדם מתגוררים בלוס אנג'לס מאשר בבומבי, אך זה אינו המצב," אומר קפלינגט. "מה שגילינו הוא יותר קיצוני וקרוב ללהגיד שכל אזורי המחיה, אפילו אלו שבקושי נראים לאותם חייזרים, מונים אוכלוסיה של כ-10 מיליון."
מכיוון שהגלקסיות ננסיות מורכבות בעיקר מחומר אפל- היחס בין חומר אפל לחומר רגיל הוא בערך 10,000 לאחד- תגלית מסת המינימום חושפת את מאפייני הבסיס של חומר אפל.
"אנו נרגשים כי מבחינה ויזואלית גלקסיות אלו הן בלתי נראות, אך מכילות כמות עצומה של חומר אפל", אומר ג'יימס בולוק, חוקר שותף ומנהל במרכז הקוסמולוגיה של אוניברסיטת קליפורניה. "זה עוזר לנו להבין בצורה טובה יותר את החלקיקים המרכיבים חומר אפל, וזה מלמד אותנו על היווצרות גלקסיות ביקום."
המדענים אומרים שיכול להיות שמצבור של חומר אפל מתקיים ללא כוכבים. החומר האפל היחיד שניתן לאתר כרגע הוא החומר המואר באמצעות כוכבים.
המדענים מקווים ללמוד על האפיונים המיקרוסקופים של החומר האפל כאשר מאיץ החלקיקים ההדרוני הגדול בשוויץ יושק בחודשים הקרובים. המתקן יאיץ שתי אלומות של גרעיני אטומים בטבעת בכיוונים מנוגדים והם יתנגשו ויצרו תנאים הדומים לאלו שהיו מיד לאחר המפץ הגדול. כך מקווים המדענים ליצור לראשונה חלקיקי חומר אפל במעבדה.