هاله‌ی عظیم ماده‌ی تاریک در اطراف قمر کهکشانی راه شیری شناسایی شد
ستاره‌شناسان با استفاده از تلسکوپ دانشگاه ملی استرالیا و مطالعه‌ی یک قمر کهکشانی کوتوله‌ی ضعیف اطراف راه شیری، اثر هاله‌ی گسترده‌ی ماده‌ی تاریک را پیرامون آن شناسایی کردند.
یک پژوهش تازه منتشر شده در نشریه‌ی Nature Astronomy، تأیید می‌کند که کهکشان کوتوله و ضعیف توکان ۲ (Tucana II) در فاصله‌ی ۱۶۳ هزار سال نوری از زمین، دارای یک هاله‌ی گسترده از ماده‌ی تاریک است. این کشف نشان می‌دهد کهکشان‌های اولیه در کیهان گسترده‌تر و پرجرم‌تر چیزی هستند که پیش از این تصور می‌شد.
کهکشان راه شیری با قمرهای کهکشانی کوتوله و بسیار ضعیف دربر گرفته شده است. در این کهکشان‌ها، ستاره‌های مسن با ساختار شیمیایی ابتدایی نشان می‌دهد که این قمرهای کهکشانی بقایای کهکشان‌های بسیار کهن هستند. ستارگانی با فلز کم احتمالا در اوایل کیهان و زمانی که جهان هنوز عناصر سنگین تولید نمی‌کرد، تشکیل شده‌اند.
در این میان توکان ۲ یک قمر کهکشانی کوتوله‌ی ضعیف است که به طور بالقوه تحت تأثیر ماده‌ی تاریک قرار دارد و دارای جرم ستاره‌ای و فلزی کمی است. منجمان قبلا در اطراف هسته‌ی این کهکشان تعداد اندکی ستاره را با درصد فلز کم شناسایی کرده بودند و به‌نظر می‌رسید که از نظر شیمیایی ابتدایی‌ترین کهکشان کوتوله‌ی ضعیف شناخته شده باشد.
با دانستن این موضوع، «آنیرود چیتی» (Anirudh Chiti) و همکارانش در مؤسسه‌ی اخترفیزیک و تحقیقات فضایی کاولی برای جست‌وجوی ستارگان کهن، به بررسی بیشتر این کهکشان پرداختند. آن‌ها از یک فیلتر تصویربرداری ویژه در تلسکوپ SkyMapper دانشگاه ملی استرالیا استفاده کردند تا ستاره‌های ابتدایی با فلز کم را در جایی فراتر از هسته‌ی کهکشان مشاهده کنند. سپس برای انتخاب این نوع ستاره‌ها از یک الگوریتم مخصوص بهره گرفتند.
بدین ترتیب چنین ستارههایی در فاصله‌ی تقریبا ۹ برابر شعاع نیمه نور یا شعاع مؤثر کهکشان توکان ۲ کشف شدند. این فاصله نسبت به آنچه در کهکشان‌های کوتوله‌ی ضعیف دیگر یافت شده، بسیار دورتر است.
چیتی گفت: «جرم توکانا ۲ بسیار بیشتر از برآوردهای قبلی است که می‌تواند این ستاره‌های بسیار دور را حفظ کند و این نشان می‌دهد کهکشان‌های کهن دیگر هم احتمالا دارای این نوع هاله‌های گسترده هستند.»
بدین ترتیب این یافته‌ها اثر جرمی بیشتری را نشان می‌دهد که پیش از این دیده نشده است. یعنی توکان ۲ باید دارای هاله‌ی ماده‌ی تاریک گسترده‌ای باشد که ۳ تا ۵ برابر جرم بیشتری نسبت به آنچه در گذشته تصور می‌شد، داشته باشد تا بتواند این ستاره‌های دور را در گرانش خود حفظ کند.
دکتر آنا فربل (Dr. Anna Frebel) دیگر همکار این پژوهش هم خاطرنشان کرد: «این احتمالا به این معنی است که نخستین کهکشان‌ها در هاله‌ای از ماده‌ی تاریک بسیار بزرگتر تشکیل شده‌اند. ما فکر می‌کردیم نخستین کهکشان‌ها کوچکترین و بی‌اثرترین کهکشان‌ها هستند اما در واقع ممکن است چندین برابر بزرگتر از چیزی باشند که فکر می‌کردیم.»
نکته‌ی جالب دیگر آن است که ستاره‌شناسان با استفاده از داده‌های تلسکوپ ماژلان دریافتند که ستاره‌های بیرونی توکان ۲ سه برابر ذخایر فلزی کمتری نسبت به ستاره‌های نزدیکتر به هسته دارند و بنابراین ابتدایی‌تر هستند. چیتی گفت: «این نخستین بار است که شاهد چنین چیزی هستیم که نشان می‌دهد ساختار شیمیایی ستارگان داخلی و خارجی یک کهکشان باستانی متفاوت است.»
توضیح احتمالی برای این بی‌تعادلی می‌تواند ادغام کهکشانی اولیه باشد که طی آن یک کهکشان کوچک احتمالا در میان اولین نسل‌های تشکیل شده در جهان، کهکشان دیگری را همان نزدیکی بلعیده است.
این تیم قصد دارد از رویکرد خود در این پژوهش برای مشاهده‌ی سایر کهکشان‌های کوتوله‌ی فوق‌العاده ضعیف اطراف کهکشان راه شیری هم استفاده کند تا ستاره‌های دورتر و قدیمی‌تری را در قمرهای کهکشانی ضعیف بیابد. زیرا به گفته‌ی دکتر فربل احتمالا سیستم‌های بسیار بیشتری و شاید همه‌ی آن‌ها دارای چنین ستارههایی در اطراف خود باشند.
عکس کاور: فضای پیرامون کهکشان توکان ۲ (Tucana II)
Credit: Anirudh Chiti, MIT
منبع: Sci News
