على بعد حوالي 13 مليون سنة ضوئية في الأبراج Canes Venatici ، هناك سحابة. الشيء الذي نركز عليه هو Canes Venatici I ، وهو قسم صغير من برج العذراء الفائق ويتحرك مع توسع الكون. نرى فيه مجرة تبرز من بين الجماهير لسبب وجيه للغاية ... لديها مادة مظلمة قليلة جدًا أو معدومة. اسمه؟ مسييه 94.
عندما اكتشف الموهوب بيير مشين هذه المجرة في 22 مارس 1781 ، استغرق الأمر يومين قبل أن تتاح الفرصة لتشارلز ميسييه لتأكيد ملاحظته وتصنيفها على أنها كائن 94. من ملاحظات مسييه: "سديم بدون نجمة ، فوق قلب تشارلز [ألفا Canum Venaticorum] ، على التوازي للنجم لا. 8 ، من الحجم السادس من كلاب الصيد [Canes Venatici] ، وفقًا لـ Flamsteed: في المركز يكون رائعًا والغموض [منتشر قليلاً]. يشبه السديم الذي يقع أسفل Lepus ، رقم 79 ؛ لكن هذا أكثر جمالا وأكثر إشراقا: اكتشف M. Mechain هذا في 22 مارس 1781. (بقطر 2.5 ′) ".
في حين أن معظم المراقبين وبعض الأدلة المرجعية تشير إلى M94 على أنها مجرة حلزونية مجردة (Sb) ، فإن السمة البارزة للجميع هي بنية حلقة مزدوجة - دليل على نواة مجرة منطقة خط انبعاث نووي منخفضة التأين (LINER). النواة الداخلية عبارة عن حلقة انفجار نجمي ، حيث تتشكل العديد من النجوم بسرعة وتخضع للمستعرات الأعظمية بمعدل مذهل. قد تكون هذه الانفجارات النجمية مصحوبة أيضًا بتكوين نفاثات مجرية حيث تسقط المادة في الثقب الأسود المركزي لتشكيل نمط رنين. يقول C. Munoz-Tunon: “يؤدي الانتفاخ والشريط الداخلي إلى تحريك غاز القرص ، مما يتسبب في حركات داخلية خارج الحلقة H II وإلى الداخل مباشرة ، وبالتالي تراكم المواد لتحفيز تكوين النجوم على الحلقة. في الجزء المركزي ، يدفع الشريط الغاز نحو المركز ، مما يفسر الكمية الكبيرة من الغاز في النواة على الرغم من وجود انفجار نجمي أحفوري. يمكن فهم الحركات الغريبة التي تم الإبلاغ عنها في الأدبيات في إشارة إلى الغاز المتأين للحلقة H II على أنها غاز معطل يواجه موجات الصدمة الناتجة عن عقدة الانفجار النجمي على الحلقة H II ويتم رفعها فوق قرص المجرة. إن سيناريو تكوين النجوم المنتشر من النواة إلى الخارج المستخدم لشرح الحركة المتسعة الظاهرة لحلقة HI غير مدعوم بالكامل ، في ضوء مقارنة موقع الحلقة HI مع موقع الحلقة FUV. تبلغ ذروة حلقة FUV حوالي 45 ″ -48 ″ ، والتي قد تشير إلى سيناريو تكوين النجوم الذي ينتشر داخليًا. "
لكن النقطة قابلة للنقاش. وفقًا لعمل John Kormendy و Robert Kennicutt ، من الممكن أن ما نراه هو ببساطة وهم انفجار انفجار ناجم عن زاوية المشاهدة لدينا. الكون يمر بمرحلة انتقالية. في العصور المبكرة ، كان التطور المجري يسيطر عليه التكتل والدمج الهرمي ، العمليات العنيفة والسريعة. في المستقبل البعيد ، سيكون التطور علمانيًا في الغالب إعادة الترتيب البطيء للطاقة والكتلة التي تنتج عن التفاعلات التي تنطوي على ظواهر جماعية مثل القضبان والأقراص البيضاوية والهيكل اللولبي والهالات المظلمة الثلاثية. كلتا العمليتين مهمتان الآن. تناقش هذه المراجعة التطور العلماني الداخلي ، مع التركيز على نتيجة مهمة واحدة ، وهي تراكم المكونات المركزية الكثيفة في مجرات القرص التي تبدو وكأنها انتفاخات كلاسيكية مبنية على الاندماج ، ولكنها صنعت ببطء من غاز القرص. نحن نطلق على هذه الكاذب ".
بغض النظر عما تسبب في الهيكل الدائري المزدوج وانخفاض منحنيات الدوران - لا يزال الجواب الحقيقي بعيد المنال. ومن الغريب أن ما تم اقتراحه في عام 2008 هو الذي جعل Messier 94 أكثر غموضاً ... نقص المادة المظلمة.
لذا ، لماذا يجب أن تكون المادة المظلمة "مهمة"؟ هذا سهل. نحن نعلم آثار الجاذبية على المادة المرئية ، وبالتالي يمكننا أن نوضح منحنيات الدوران المسطحة للمجرات الحلزونية ، ناهيك عن أن المادة المظلمة لها دور مركزي في تكوين بنية المجرة وتطورها. نحن مدينون بهذه النتائج لفريتز زويكي الذي أخبرنا أن نسبة عالية من الكتلة إلى الضوء تشير إلى وجود مادة مظلمة في المجرات - تمامًا كما علمنا أن المادة المظلمة تلعب دورًا في مجموعات المجرات أيضًا. كان تفكير الدكتور زويكي جذريًا في ذلك الوقت ... ولكن هل ما زال هناك مجال للتفكير الراديكالي؟ لما لا؟
وفقًا لعمل جوانا جالوتشا ولوكاز براتيك وماريك كوتشيرا ، تمثل النجوم المضيئة العادية والغازات جميع المواد في M94 - مع عدم وجود مساحة للمادة المظلمة. "إن مقارنة وظائف الكتلة وقوانين الدوران في نهاية القسم السابق ، توضح حقيقة أن النماذج ذات توزيعات الكتلة المسطحة أكثر كفاءة من النماذج المستخدمة بشكل شائع على افتراض الهالة الكروية. الأول أفضل في المحاسبة لكل من السرعات الدورانية العالية وكذلك للبنية منخفضة النطاق لمنحنيات الدوران ومع كمية أقل من المادة بشكل ملحوظ من الأخير (العلاقة بين الدوران وتوزيع الكتلة في نموذج القرص حساسة للغاية لتدرجات منحنى الدوران). إن استخدام نموذج القرص له ما يبرره بالنسبة إلى المجرات ذات منحنيات الدوران التي تنتهك حالة الكروية. هذا شرط ضروري (على الرغم من أنه غير كاف) لتوزيع كتلة كروية. يمكن فهم دوران المجرة الحلزونية NGC 4736 بالكامل في إطار الفيزياء النيوتونية. لقد وجدنا توزيعًا كبيرًا في المجرة يتوافق تمامًا مع منحنى الدوران عالي الدقة ، ويتوافق مع توزيع لمعان I-band الذي يمنح نسبة كتلة إلى ضوء منخفضة تبلغ 1.2 في هذا النطاق بكتلة إجمالية تبلغ 3.43 × 1010 م ، تتوافق مع كمية HI الملحوظة في الأجزاء النائية من المجرة ، تاركة مساحة كبيرة (إن وجدت) للمادة المظلمة. بشكل ملحوظ ، لقد حققنا هذا الاتساق دون التذرع بفرضية هالة مظلمة ضخمة ولا باستخدام الجاذبية المعدلة.
توجد فئة من المجرات اللولبية ، تشبه NGC 4736 ، والتي لا يهيمن عليها توزيع الكتلة الكروية في نصف قطر أكبر. الأهم من ذلك ، يجب إعادة بناء منحنيات الدوران في هذه المنطقة بدقة حتى لا تبالغ في تقدير توزيع الكتلة. بالنسبة لمنحنى دوران معين ، يمكن بسهولة تحديد ما إذا كان يمكن السماح بهالة كروية أم لا في نصف قطر كبير من خلال فحص وظيفة كتلة Keplerian المقابلة لمنحنى الدوران (ما يسمى اختبار الكروية). باستخدام المعلومات التكميلية للتوزيع الشامل ، بغض النظر عن منحنى الدوران ، تغلبنا على مشكلة قطع نموذج القرص ، لأنه بالنسبة لمنحنى دوران معين ، لا يمكن العثور على توزيع شامل بشكل فريد لأنه يعتمد على الاستقراء التعسفي لمنحنى الدوران . "
المزيد من الشرح؟ ثم انتقل إلى MOND - ديناميكيات نيوتونية معدلة حيث يتم استخدام تعديل قانون نيوتن الثاني للديناميكيات (F = ma) لشرح مشكلة دوران المجرة. تنص ببساطة على أن التسارع لا يتناسب خطياً مع القوة عند قيم منخفضة. ولكن هل ستعمل هنا؟ من تعرف؟ يقول يعقوب بيكنشتاين: "إن ديناميات نيوتن المعدلة (MOND) النموذجية لميلجروم يمكن أن تتباهى بعدد من التنبؤات الناجحة فيما يتعلق بديناميكيات المجرة. يتم ذلك دون افتراض أن المادة المظلمة تلعب دورًا مهمًا. يتطلب MOND الجاذبية للابتعاد عن نظرية نيوتن في النظام خارج المجرة حيث التسارع الديناميكي صغير. حتى الآن ، اصطدمت نظريات الجاذبية النسبية المقترحة لدعم MOND إما باختبارات النسبية العامة بعد نيوتن ، أو فشلت في توفير عدسة جاذبية كبيرة ، أو انتهكت مبادئ مقدسة من خلال عرض موجات عددية فائقة أو مجال متجه {بدائي}. "
لذا في المرة القادمة التي تراقب فيها المجرات ، ألق نظرة على مجرة "عين القط". حتى التلسكوب الصغير سيكشف عن نواة مشرقة ومثيرة للجدل وشكل متموج. وبفضل مصوري النجوم البارزين مثل روث ريتر ، يُسمح لنا برؤية المزيد ...
نتوجه بالشكر إلى Roth Ritter من Northern Galactic لمشاركته عمله الرائع!
