ماهیت ماده‌ی تاریک چیست؟
مجله علمی ایلیاد - مهم نیست چقدر بزرگ باشید، گاهی اوقات فقط یک نفر دیگر را کنار خودتان می‌خواهید. اگر کهکشان‌ها احساس داشتند، «M94» احتمالاً غمگین بود، چون به‌نظر می‌رسد، هیچ‌کس کنارش نیست. کهکشان‌های دیگری با همین اندازه، همسایه‌های کوچکتری دارند، اما M94 تقریباً یکه و تنها است. این کشف منجر به یک بازنگری در نظریات تشکیل کهکشان و ماهیت ماده‌ی تاریک شده است. به‌نظر می‌رسد M94 یک منفور کیهانی باشد. این کهکشان از سال ۱۷۸۱ میلادی شناخته شده و ستاره‌شناسان آماتور آن‌را نمونه‌ای زیبا از کهکشان مارپیچی بزرگ می‌دانند که روبه‌روی ما است و در فاصله‌ی تقریبی ۱۵ میلیون سال نوری واقع شده است. نام این کهکشان به این دلیل M94 گذاشته شده که ۹۴امین شی در فهرست ۱۱۰تایی «شارل مسیه» است. در قرن نوزدهم، تلسکوپ‌ها این کهکشان را با دنباله‌دار اشتباه گرفتند.
هرچند، وقتی «آدام اسمرسینا» فارغ‌التحصیل دانشگاه میشیگان، M94 را با تلسکوپ سوباروی هاوایی مطالعه کرد، چیز غیرمنتظره‌ای را مشاهده کرد. کهکشان‌هایی با این اندازه به‌نظر همسایه‌های کوچک زیادی دارند، اما اسمرسینا در مجله‌ی Astrophysical Letters گزارش داد که M94 فقط دو همسایه دارد.
کهکشان راه‌شیری دارای ابرهای ماژلانی بزرگ و کوچکی است که با چشم غیرمسلح همراه با ۸ کهکشان دیگر با جرم‌های ۴۰۰ هزار برابر خورشید و حتی فهرست بلندبالایی از اجرام کوچک‌تر دیده می‌شود. علاوه بر آن، ما هنوز همسایه‌های پنهان زیادی را پیدا می‌کنیم که در لابه‌لای ابرهای غباری کهکشان ما از دید ما پنهان مانده بودند. چهار کهکشان با اندازه‌ی یکسان، هر یک دارای ۶ تا ۱۲ قمر کهکشانی هستند. کهکشان آندرومدای کمی بزرگ‌تر، حداقل ۱۴ قمر کهکشانی دارد. این کهکشان‌های کوچک‌تر فقط افزونه‌های تصادفی نیستند. تخریب خلاقانه‌ای که ناشی از تعامل آن‌ها با کهکشان بزرگ است، می‌تواند تاثیر زیادی بر تکامل آن بگذارد.
انتظار نداریم هر کهکشانی چنین تعداد همسایه‌هایی داشته باشد، اما مدل‌های موجود تعداد کمتر از ۵۰۰ کهکشان در این اندازه را پیش‌بینی می‌کنند که تنها دارای دو همسایه هستند؛ یعنی کشف چنین کهکشانی در نزدیک کهکشان ما غیرمحتمل است. اسمرسینا گفت: «ما نشان دادیم که مدل‌های فعلی از تشکیل کهکشان نمی‌توانند چنین سیستم اقماری تولید کنند. نتایج ما حاکی از آن است که کهکشان‌های شبیه کهکشان راه‌شیری، به احتمال زیاد میزبان تنوع بیشتری از جمعیت‌های قمرها، نسبت به پیش‌بینیِ مدل‌های فعلی هستند.»
از آن‌جایی‌که این مدل‌های موجود همگی به نظریاتی درباره‌ی کارکردهای ماده‌ی تاریک برای کنار هم نگه داشتنِ کهکشان‌ها بستگی دارند، این یافته‌های غیرمنتظره نشان می‌دهند که ایده‌های مربوط به ماده‌ی تاریک مشکل دارند. در کهکشان‌های کوچک، ابرنواخترها گازهایی را از خود خارج می‌کنند. اگر گرانش این کهکشان به اندازه‌ی کافی کم باشد، اما تولید ابرنواختر به اندازه کافی زیاد باشد، آن‌ها می‌توانند به حدی گاز را به جلو هل دهند که کهکشان نابود شود و نتواند ستارگان جدیدی را شکل دهد. اسمرسینا پیشنهاد می‌دهد که انزوای M94 به آسانی نشان می‌دهد که چنین اتفاقی افتاده است.
نوشته: استیفن لانتس
ترجمه: سحر الله‌وردی - مجله علمی ایلیاد