הסתכלו מסביב – כוחות הגאות פתרו את תעלומת החומר האפל בגלקסיה המרוחקת

מַדָע

ב-2018 נצפתה גלקסיה עם כמות נמוכה של חומר אפל. הגלקסיה סתרה את כל המודלים הקיימים אבל מסתבר שהחגיגה הגיעה מוקדם מהמצופה ושנתיים לאחר מכן פורסם שכוחות הגאות השילו את החומר האפל. אסטרונומים נשמו לרווחה אבל הקהילה המדעית עדיין מבולבלת, מהו החומר האפל?

קרדיט: נאס”א. תמונה מטלסקופ החלל האבל.

המדע מלא מסתורין ואין בידינו תשובות לכל. פיזיקאים עדיין דנים בשאלה הבסיסית ביותר – מה מרכיב את היקום? אתם בטח לא תתפלאו שיש בידנו תשובה חלקית לשאלה הזו. אנחנו יודעים ממה אנחנו עשויים וממה עשויים דברים הסובבים אותנו בכדור הארץ, אבל אם מביטים בשמיים נראה שהפאזל חלקי ביותר. המהירות בהן גלקסיות מסתובבות סביב מרכזן לא תואם את כמות החומר הנצפית בטלסקופים. לא מדובר בחומר שאינו קורן, לא באבק, ובטח לא בבאריונים החמקמקים. מדובר בכמות גדולה בהרבה מכל אלו. מאחר ואנו חוזים בהשפעתו הגרביטציונית יש מקום להניח שרשימת החלקיקים שלנו לוקה בחסר. לחומר המפוזר הענקנו שם – “החומר האפל” ועד כה אינספור התצפיות איששו את קיומו. המילה “אפל” באה לתאר את חוסר הידע העצום אבל גם על העובדה שהתופעה הייחודית נצפית רק כאנומליה בשדה הכבידה.

עד שהתרגלנו לקיומו של החומר האפל, ב-2018 צוות חוקרים של נאס”א צפו בגלקסיה מרוחקת וגילו להפתעתם שכמות החומר האפל לא תאמה אף מודל ידוע. כשמתגלה ידיעה כזו, הקהילה המדעית מתעוררת מחדש. האם צפינו בגלקסיה שיכולה לשפוך אור על טבעו של החומר האפל? הסיפור אף התעצם כשנה לאחר מכן עם גילוי גלקסיה נוספת בעלת תכונות דומות. כעת מסתבר שהחגיגה הייתה לשווא. נתונים חדשים מטלסקופ האבל הצליחו להסביר את אי ההתאמה למודל בעזרת כוחות הגאות שגלקסיות אלה “חשות” מגלקסיות שכנות. המחקר שפורסם בכתב העת היוקרתי The Astrophysical Journal הובל על ידי החוקרת מיריה מונטס יחד עם קבוצה בינלאומית שהשתמשו בטכנולוגיה של למידה עמוקה כדי לאתר את התופעה המרוחקת מאיתנו כ-45 מיליון שנות אור. כוחות הגאות הוא שם נרדף למשיכה כבידתית של גלקסיות שכנות הגורמות לגלקסיה המדוברת להיקרע, ועל הדרך להשיל מעליה את החומר האפל.

מדידת השפעת הגאות דורשת זמן ארוך

עד כה, ניפוי החומר האפל מכוחות הגאות הוסתר מעיני מדענים משום שצפייה בתופעה זו מצריכה תצפית עם זמן חשיפה ארוך מאוד כדי לאתר אותות חלשים ועמומים. “השתמשנו בנתונים שטלסקופ האבל סיפק בשתי דרכים” מסבירה מונטס. “דרך ניתוח האור הנפלט ודרך פיזור הכוכבים בצביר שצפינו”. הודות לרזולוציה הגבוהה של טלסקופ האבל, אסטרונומים יכלו לצפות בצביר הכדורי בגלקסיה באיכות מירבית. מלבד האבל החוקרים השתמשו בטלסקופ הגדול באיים הקנאריים ((GTC כדי להשלים את התצפית.

“זה לא מספיק לצפות באובייקט לזמן ממושך, יש צורך גם בטיפול עדין של הנתונים כדי לחשוף תופעות חדשות” הוסיף ראול סיינז, כותב שותף במאמר מהאיים הקנאריים בספרד. “לכן היה חשוב מאוד שנשתמש בכמה טלסקופים כדי לערוך את המחקר המורכב. בעזרת הרזולוציה הגבוהה של האבל יכולנו לצפות בדיוק רב בצביר הכדורי ובעזרת GTC הצלחנו לפענח תכונות פיזיקאליות רבות”.

צבירים כדוריים בעצמם מוגדרים כתעלומה באסטרונומיה. הדעה הרווחת היא שצבירים אלו נבנו בתקופה בה יצירת הכוכבים הייתה בשיאה. הגודל הקומפקטי והבהירות של הצבירים הופכת אותם לאובייקטים קלים לצפייה. פיזור הכוכבים בצביר שימש את כותבי המאמר באפיון התכונות הפיזיקאליות של הגלקסיה אשר עזר להם להצביע על העובדה שהגלקסיה הזו נקרעת מכוחות גאות.

“התוצאות מראות שרק לאחר ניפוי החומר האפל מהגלקסיה, הכוכבים מתחילים לחוש בהפרעה כבידתית ממסלולם הקבוע” מסביר אחד הכותבים. “בבוא העת, הגלקסיה ‘תאכל’ על ידי מערך כוכבים גדול יותר לידה, כאשר חלק מהכוכבים ירחפו בחלל, מנותקים מכל גלקסיה ביקום”.

אפשר לומר שהתגלית שפורסמה העניקה לחוקרים אנחת רווחה, אבל מצד שני אנחנו שוב רחוקים מלהבין את החומר האפל. למאמר

עוד בנושא באתר הידען:

Leave a Reply

Your email address will not be published.