مشكلة المجرات القزمة

الموسوعة الحرة
المجرة القزمة NGC 1140. [ 1 ]

تنشأ مشكلة المجرات القزمة ، والمعروفة أيضًا بمشكلة الأقمار المفقودة ، من عدم التوافق بين أعداد المجرات القزمة المرصودة والمحاكاة الكونية العددية عديمة التصادم التي تتنبأ بتطور توزيع المادة في الكون . في هذه المحاكاة، تتجمع المادة المظلمة بشكل هرمي، بأعداد متزايدة باستمرار من "بقع" الهالة مع تناقص أحجام مكونات الهالة . ومع ذلك، على الرغم من وجود عدد كافٍ من المجرات المرصودة ذات الحجم الطبيعي لمطابقة التوزيع المحاكى لهالات المادة المظلمة ذات الكتلة المماثلة، فإن عدد المجرات القزمة المرصودة أقل بكثير مما هو متوقع من هذه المحاكاة. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] تشير الملاحظات من عام 2024 إلى إمكانية حل هذه المشكلة بالنسبة لمجرة درب التبانة، لكن بعض المحاكاة تُظهر أن مشكلة رصد عدد قليل جدًا من الأقمار لا تزال قائمة بالنسبة للمجرات الأخرى. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]

سياق

على سبيل المثال،  رُصد حوالي 38 مجرة ​​قزمة في المجموعة المحلية ، وحوالي 11 مجرة ​​فقط  تدور حول مجرة ​​درب التبانة ، [ 2 ] [ أ ] ومع ذلك، تتوقع محاكاة المادة المظلمة وجود حوالي 500  قمر قزم تابع لمجرة درب التبانة وحدها. [ 3 ] [ 4 ]

لا تزال مشكلة المجرات القزمة قائمة، ولكن الآن يُرصد منها عدد كبير جدًا بدلًا من عدد قليل جدًا. بناءً على المحاكاة الحالية، يُفترض وجود حوالي 220 مجرة ​​تابعة في مجرة ​​درب التبانة ، إلا أن الاكتشافات المتوقعة في عام 2024 تشير إلى أن العدد قد يصل إلى 500 مجرة ​​تابعة على الأقل. [ 5 ] [ 6 ] في حين أن المشكلة قد تكون حُلت بالنسبة لمجرة درب التبانة عند أخذ دالة اللمعان (علم الفلك) في الاعتبار، إلا أنه بالنسبة لبعض المجرات المبكرة، يُرصد عدد أقل من المجرات مقارنةً بالعدد المتوقع في المحاكاة. قد تكمن مشكلة رصد عدد كبير جدًا من المجرات في المحاكاة المستخدمة. [ 7 ] [ 8 ] وهذا يعني أن المحاكاة لا تزال بحاجة إلى تحسين لحل مشكلة المجرات القزمة، ليس فقط لمجرة درب التبانة، بل للمجرات الأخرى أيضًا. [ 7 ] سيقوم مرصد فيرا سي. روبين ، الذي انتهى بناؤه في عام 2024، بإجراء مسوحات ميدانية واسعة النطاق للسماء الليلية، مما سيؤدي إلى اكتشافات قد تساعد العلماء على فهم هذه المسألة بشكل أفضل. [ 6 ]

قرار استباقي

هناك بديلان رئيسيان قد يحلان مشكلة المجرات القزمة: قد لا تتمكن كتل المادة المظلمة الأصغر حجماً من الحصول على المادة الباريونية اللازمة لتكوين النجوم في المقام الأول أو الاحتفاظ بها؛ أو بعد تكوينها، قد يتم "ابتلاع" المجرات القزمة بسرعة من قبل المجرات الأكبر التي تدور حولها.

المادة الباريونية متفرقة للغاية

أحد المقترحات هو أن الهالات الأصغر موجودة بالفعل، لكن القليل منها فقط يصبح مرئيًا، لأنها غير قادرة على اكتساب كمية كافية من المادة الباريونية لتكوين مجرة ​​قزمة مرئية. [ 9 ] وتأكيدًا لهذا، رصدت تلسكوبات كيك في عام 2007 ثمانية أقمار قزمة خافتة للغاية مكتشفة حديثًا لمجرة درب التبانة، ستة منها تتكون من حوالي 99.9% من المادة المظلمة ( بنسبة كتلة إلى ضوء تبلغ حوالي 1000). [ 10 ] وتشير بيانات الكثافة من عام 2022 إلى أن المجرات القزمة لها نواة ذات كثافة ثابتة، على الرغم من أن محاكاة المادة المظلمة تشير إلى وجود كثافة باريونية أقل. [ 11 ]

الموت المبكر للأقزام الصغار

الحل الآخر الشائع المقترح هو أن المجرات القزمة قد تميل إلى الاندماج في المجرات التي تدور حولها بعد فترة وجيزة من تكوين النجوم، أو أن تتمزق بسرعة وتجردها قوى المد والجزر بواسطة المجرات الأكبر حجماً، وذلك بسبب التفاعلات المدارية المعقدة. [ 12 ]

ربما كان التجريد المدّي جزءًا من مشكلة اكتشاف المجرات القزمة في المقام الأول: فالعثور على المجرات القزمة مهمة صعبة للغاية، لأنها تميل إلى أن يكون لها سطوع سطحي منخفض وتكون منتشرة للغاية - لدرجة أنها تكاد تندمج مع نجوم الخلفية والمقدمة.

انظر أيضاً

الحواشي

  1. ↑ للاطلاع على قائمة مفصلة ومحدثة، انظر قائمة المجرات التابعة لمجرة درب التبانة .

مراجع

  1. ↑ "حاضنة مجرية" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 يوليو 2015 .
  2. 1 2 ماتيو، إم إل (1998). "المجرات القزمة للمجموعة المحلية". المراجعة السنوية لعلم الفلك والفيزياء الفلكية . 36 (1): 435-506 . arXiv : astro-ph/9810070 . Bibcode : 1998ARA & A..36..435M . doi : 10.1146/annurev.astro.36.1.435 . S2CID 119333888 . 
  3. 1 2 مور، بن؛ غيجنا، سيباستيانو؛ جوفيرناتو، فابيو؛ بحيرة، جورج؛ كوين، توماس. ستادال، يواكيم؛ توزي، باولو (1999). “البنية التحتية للمادة المظلمة داخل الهالات المجرية”. رسائل مجلة الفيزياء الفلكية . 524 (1): ق19 – ق22. أرخايف : astro-ph/9907411 . بيب كود : 1999ApJ...524L..19M . دوى : 10.1086/312287 . S2CID 5644398 . 
  4. 1 2 كليبين، أناتولي؛ كرافتسوف، أندريه؛ فالينزويلا، أوكتافيو؛ برادا، فرانسيسكو (1999). "أين الأقمار المجرية المفقودة؟". مجلة الفيزياء الفلكية . 522 (1): 89-92 . arXiv : astro-ph/9901240 . Bibcode : 1999ApJ...522...82K . doi : 10.1086/307643 . S2CID 12983798 . 
  5. 1 2 "علماء الفلك يكتشفون مجرات قزمة مفقودة منذ زمن طويل - عدد كبير جدًا منها" . www.science.org . تاريخ الاطلاع: 17 فبراير 2025 .
  6. ١ ٢ ٣ "اكتشاف عدد كبير جدًا من المجرات التابعة المفقودة | نتائج الرصد | تلسكوب سوبارو" . ٢٠٢٤-٠٨-٠٢. مؤرشف من الأصل في ٢٠٢٤-٠٨-٠٢ . تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢٠٢٥-٠٢-١٧ .
  7. 1 2 3 مولر، أوليفر؛ باولووسكي، مارسيل س.؛ ريفاز، إيف؛ فينهولا، أكو؛ ريكوبا، مارينا؛ هيلكر، مايكل؛ لوتز، كاتارينا (2024-04-01). "مشكلة كثرة الأقمار التابعة للمجرات القزمة في مجموعة M 83" . علم الفلك والفيزياء الفلكية . 684 : L6. arXiv : 2403.08717 . Bibcode : 2024A & A...684L...6M . doi : 10.1051/0004-6361/202348969 . ISSN 0004-6361 . 
  8. 1 2 كانيهيسا، كوسوكي جيمي؛ باولووسكي، مارسيل س.؛ هيسترز، نيك؛ مولر، أوليفر (2024-06-01). "مشكلة كثرة المجرات القزمة التابعة في حقول الكثافة المنخفضة إلى المتوسطة في MATLAS" . علم الفلك والفيزياء الفلكية . 686 : A280. arXiv : 2405.05303 . Bibcode : 2024A & A...686A.280K . doi : 10.1051/0004-6361/202348242 . ISSN 0004-6361 . 
  9. ↑ بولوك، جيمس س.؛ بويلان-كولشين، مايكل (18 أغسطس/آب 2017). "تحديات النطاق الصغير لنموذج ΛCDM" . المراجعة السنوية لعلم الفلك والفيزياء الفلكية . 55 (1): 343-387 . arXiv : 1707.04256 . Bibcode : 2017ARA & A..55..343B . doi : 10.1146/annurev-astro-091916-055313 . ISSN 0066-4146 . 
  10. ↑ سيمون، جيه دي؛ جيهة، إم. (نوفمبر 2007). "حركية أقمار درب التبانة الخافتة للغاية: حل مشكلة القمر المفقود". المجلة الفيزيائية الفلكية . 670 (1): 313-331 . arXiv : 0706.0516 . Bibcode : 2007ApJ...670..313S . doi : 10.1086/521816 . S2CID 9715950 . 
  11. ↑ سيلز، لورا ف.؛ ويتزل، أندرو؛ فتاحي، آزاده (10 يونيو 2022)، "حلول وتحديات باريونية للنماذج الكونية للمجرات القزمة"، مجلة نيتشر أسترونومي ، 6 (8): 897، arXiv : 2206.05295 ، Bibcode : 2022NatAs...6..897S ، doi : 10.1038/s41550-022-01689-w
  12. ↑ ديل بوبولو، أنطونينو؛ لو ديليو، مورغان (20 فبراير 2017). "مشاكل النطاق الصغير لنموذج ΛCDM: مراجعة موجزة" . المجرات . 5 (1): 17. arXiv : 1606.07790 . Bibcode : 2017Galax...5...17D . doi : 10.3390/galaxies5010017 . ISSN 2075-4434 . 
  • بولوك (2010). "ملاحظات حول مشكلة الأقمار الصناعية المفقودة". arXiv : 1009.4505v1 [ astro-ph.CO ].