آيا ممكن است كهكشاني كاملا از ماده تاريك تشكيل شده باشد؟

پژوهشگران در سال ۲۰۱۶ از كشف كهكشاني خبر دادند كه تقريبا به‌طور كامل از ماده‌ي تاريك تشكيل شده است و تقريبا هيچ ستاره‌اي در آن وجود ندارد. حالا با مطالعه‌هاي بيشتر، اين ادعا زير سؤال رفته است. كهكشان موسوم به «دراگن فلاي ۴۴» (DF44)، متعلق به دسته‌اي از اجرام اسرارآميز به‌نام كهكشان‌هاي اولترا ديفيوز (UDG) است. پژوهشگرها از دهه‌ي ۱۹۸۰ انديشه متخصصينيه‌هاي مختلفي درباره‌ي اين اجرام ارائه دادند. آيا اين اجرام تاريك و وسيع مانند كهكشان‌هاي كوتوله جرم كمي دارند يا مانند راه شيري سنگين هستند؟ اين اجرام به دو دليل ديده نمي‌شوند؛ هيچ ستاره‌اي ندارند و بخش زيادي از جرم آن‌ها از ماده‌ي تاريك تشكيل شده است. دانشمندان در مقاله‌اي كه در مجله‌ي Astrophysical منتشر كردند، DF44 را يكي از كهكشان‌هاي تاريك با ماده‌ي تاريك فراوان و تعداد اندكي ستاره توصيف كردند. آن‌ها جرم اين كهكشان را تخمين زدند و به اين نتيجه رسيدند كه ۹۸ درصد آن از ماده‌ي تاريك تشكيل شده است.

اما بر اساس تحليل جديدي كه در تاريخ ۸ اكتبر در مجله‌ي Monthly Notices of the Royal Astronomical Society منتشر شد، پژوهش قبلي اشتباه است. پژوهشگران در سال ۲۰۱۶ فرض كردند بخش زيادي از جرم در هاله‌اي از ماده‌ي تاريك قرار دارد؛ اما در پژوهش جديد جرم كلي DF44 بسيار پائين‌تر از تخمين‌هاي قبلي است و درنتيجه، DF44 يكي از كهكشان‌هاي كوتوله‌ي كم‌جرم با درصد نرمالي از ماده‌ي تاريك است.

DF44 تقريبا ۳۶۰ ميليون سال نوري از زمين فاصله دارد؛ درنتيجه ستاره‌شناسان نمي‌توانند به‌صورت مستقيم به اندازه‌گيري جرم آن بپردازند و به همين دليل به واسطه‌ها تكيه مي‌كنند. شاخصه‌هايي مثل سرعت اجرام كهكشان مي‌توانند اطلاعاتي درباره‌ي جرم كهكشان بدهند.

پژوهشگران در سال ۲۰۱۶ مدعي شدند DF44 داراي هاله‌ي بزرگي است؛ زيرا خوشه‌هاي كروي آن با سرعت بالايي به دور مركز كهكشان مي‌چرخند. خوشه‌هاي كروي گروه‌هايي حبابي از ستاره‌ها هستند كه اطراف كهكشان‌ها انباشته شده‌اند؛ اما در سال ۲۰۱۹ مشخص شد اين اندازه‌گيري‌ها اشتباه‌ بودند.

بااين‌حال پژوهشگرها مدعي بودند كه DF44 توده‌ي بزرگي از ماده‌ي تاريك است؛ به همين دليل به ‌انديشه متخصصين مي‌رسيد اين كهكشان ميزبان تعداد زيادي خوشه‌ي كروي است. به‌گفته‌يتيمور سيف‌اللهي از دانشگاه گرونينگن هلند و رهبر پژوهش جديد، به مرور زمان پژوهشگرها به رابطه‌ي عمومي بين خوشه‌هاي كروي در يك كهكشان و جرم آن پي بردند.

اما سيف‌‌اللهي و همكاران او محاسبات خود را انجام دادند و به رقمي بسيار كمتر از خوشه‌هاي كروي رسيدند: ۲۰. طبق اين آمار، DF44 صرفا كهكشاني كوتوله با جرم نرمال است. به گفته‌ي سيف‌اللهي، دستيابي به نتايج متفاوت بين دو تيم عجيب نيست؛ اما چرا چنين تفاوت بزرگي در تخمين‌ها به دست آمد؟ سيف‌اللهي مي‌گويد:

پژوهش در اين زمينه صرفا نگاه كردن و شمردن نيست. در تصاوير انواع اجرام نجومي ديده مي‌شوند و تمام آن‌ها خوشه‌هاي كروي نيستند. برخي از آن‌ها صرفا ستاره‌هايي هستند كه بين ما و كهكشان مدانديشه متخصصين قرار گرفتند و برخي ديگر، اجرام دوردستي هستند كه كوچك به‌ انديشه متخصصين مي‌رسند.

هميشه مقداري عدم قطعيت و ابهام در محاسبه‌ي اجرام آسماني وجود دارد. تفاوت كليدي بين تحليل ۲۰۱۷ و تحليل ۲۰۲۰، موقعيت مكاني خوشه‌هاي كروي DF44 است. پژوهشگران تيم ۲۰۱۷ بر اساس ارقام استاندارد مرتبط با كهكشان‌هاي كوتوله، فاصله‌ي خوشه‌ها از مركز كهكشان را حدس زدند و سپس به مطالعه كانديد‌ها در آن نواحي پرداختند.

از طرفي پژوهشگران تحليل ۲۰۲۰، درواقع ميزان توسعه‌ي خوشه‌ها از مركز كهكشان را محاسبه كردند و متوجه شدند كره‌هاي ستاره‌اي در فاصله‌ي نزديك‌تري نسبت به مركز DF44 قرار دارند و با شمار خوشه‌هاي احتمالي در نواحي كوچك‌تر، به تعداد كمتري دست يافتند. سيف‌اللهي مي‌گويد در پژوهش‌هاي آينده نبايد صرف بر فرضيه‌هاي استاندارد درباره‌ي خوشه‌هاي كروي تكيه كرد. او و همكارانش به‌ دنبال مطالعه دقيق‌تر UDG-هاي ديگري هستند كه تعداد بيشتري خوشه‌ي كروي دارند.