ماذا لو لم يكن مركز درب التبانة في الواقع ثقبا أسود كما نظن؟!

ونستنتج جزئيا وجود وخصائص ثقب هائل يسمى Sagittarius A* (Sgr A *)، من تأثير الجاذبية الذي يحدثه على كائنات أخرى، مثل المدارات القصوى لأجسام مثل النجوم حول مركز المجرة. ولكن ماذا لو كنا مخطئين؟، ماذا لو لم يكن ثقبا أسود على الإطلاق؟، وماذا لو كان جوهر المادة المظلمة؟.

وبهذا الصدد، كشف دراسة جديدة أن تلك المدارات المرصودة لمركز المجرة، وكذلك السرعات المدارية في المناطق الخارجية من المجرة، قد تكون الأسهل في الواقع لشرح ما إذا كانت نواة من المادة المظلمة في قلب المجرة بدلا من ثقب أسود.

وتم قبول الورقة البحثية في رسائل MNRAS، وهي متوفرة حاليا على خادم ما قبل الطباعة arXiv. لكن أولا، إليكم خلفية صغيرة عن مصدر هذه الفرضية الجامحة.

في العقدين الماضيين، خضع مدار نجم يسمى S2 لتدقيق شديد. إنه يدور في مدار مدته 16 عاما حول مركز المجرة، حلقة بيضاوية طويلة كانت بمثابة المختبر المثالي لواحد من أكثر اختبارات النسبية العامة تطرفا حتى الآن.

وفي بحث سابق، أظهر فريقان منفصلان أن النسبية لم تصمد في بيئة الزمكان في مركز المجرة فحسب، بل كانت النتائج أيضا متوافقة مع ثقب أسود هائل تبلغ كتلته 4 ملايين ضعف كتلة الشمس.

ثم جاء جسم يسمى G2. أيضا في مدار بيضاوي طويل، فعل G2 شيئا غريبا عندما اقترب من نقطة الانطلاق في عام 2014، وهي النقطة في مداره الأقرب إلى الثقب الأسود المفترض. وتحول من كائن عادي مضغوط إلى شيء طويل وممتد، قبل أن يتقلص مرة أخرى إلى جسم مضغوط مجددا.

وكان هذا غريبا حقا، وطبيعة G2 ما تزال غير معروفة. ولكن مهما كان الأمر، يبدو أن حركة الجسم بعد فترة الحضيض تظهر سحبا، وفقا لفريق من علماء الفيزياء الفلكية بقيادة إدوار أنطونيو بيسيرا فيرغارا، من المركز الدولي للفيزياء الفلكية النسبية، ومقره في إيطاليا..

وأظهر الباحثون العام الماضي أن S2 وG2 كانا متسقين مع نموذج مختلف، حتى مع تلك الحركة الغريبة بعد فترة الحضيض: فيرميونات المادة المظلمة، التي يطلقون عليها اسم darkninos، بكتلة كافية من الضوء لن تراها تنهار فيها.

وسيسمح لها ذلك بأن تظل معلقة على شكل فقاعة ضخمة كثيفة في وسط مجرة ​​درب التبانة، وأن تكون محاطة بضباب منتشر باتجاه حوافها وخارجها حتى تصل إلى المجرة.

ولا يعد S2 وG2 الكائنين الوحيدين اللذين يدوران حول مركز المجرة. لذا قام الباحثون الآن بتوسيع نموذجهم ليشمل 17 نجما من أفضل النجوم التي تدور حول مركز المجرة، والمعروفة باسم النجوم S.

ويمكن أن يكون هناك فقاعة مادة مظلمة كثيفة في مركز المجرة، تتضاءل إلى تركيز منتشر في حواف المجرة، وفقا لحساباتهم.

وكما ذكرنا سابقا، تعد المادة المظلمة بلا شك واحدة من أكبر ألغاز الكون كما نعرفها. إنه الاسم الذي نطلقه على كتلة غامضة مسؤولة عن تأثيرات الجاذبية التي لا يمكن تفسيرها بالأشياء التي يمكننا اكتشافها بوسائل أخرى - المادة الطبيعية مثل النجوم والغبار والمجرات.

وعلى سبيل المثال، تدور المجرات أسرع بكثير مما ينبغي إذا كانت تتأثر جاذبيا بالمادة الطبيعية فيها؛ العدسة التثاقلية - انحناء الزمكان حول الأجسام الضخمة - أقوى بكثير مما يجب أن يكون.

ويقترح الفريق أنه، فوق الكتلة الحرجة، يمكن أن ينهار تكتل المادة المظلمة جاذبيا إلى ثقب أسود فائق الكتلة. ويمكن أن يساعد هذا في تفسير كيفية ظهور الثقوب السوداء فائقة الكتلة في المقام الأول، نظرا لأنه ليس لدينا أي فكرة عن كيفية زيادة حجمها - وبالتأكيد ليس عددا كبيرا منها يظهر في الكون المبكر، قبل أن يكون لديها الوقت الكافي للتشكل.

ويُعتقد أن ما يقرب من 80% من المادة في الكون هي مادة مظلمة. ولا يوجد عدد كاف من الثقوب السوداء، فائقة الكتلة أو غير ذلك، لتفسير كل هذه المادة المظلمة، لكن الفريق لا يرجح أن هذا هو المكان الذي توجد فيه كل الأشياء. 

ويمكن للتحليل المستقبلي الذي يتفق مع النتائج التي توصلوا إليها أو يحدث ثغرات فيها، أن يساعد فقط في تقييد هذه الظواهر، وفي النهاية يقربنا من الحقيقة.

المصدر: ساينس ألرت