ممکن است کهکشان راه شیری ما بسیار بیشتر از آنچه تاکنون کشف کردهایم، کهکشانهای ماهوارهای داشته باشد.کهکشانهایی که به دلیل کمنور بودن، هنوز دیده نشدهاند.
دانشمندان میگویند ممکن است دهها کهکشان ماهوارهای دیگر که تاکنون شناسایی نشدهاند، در حال گردش به دور کهکشان ما باشند. با استفاده از دقیقترین شبیهسازی از ماده تاریک کهکشان راه شیری—عنصری نامرئی که ساختار کلان کیهان را شکل میدهد—و مدلهای ریاضی جدید، کیهانشناسان پیشبینی میکنند بیش از ۱۰۰ کهکشان ماهوارهای دیگر، علاوه بر آنهایی که پیشتر فهرست شدهاند، ممکن است به دور کهکشان ما در گردش باشند.
اگر این کهکشانها با تلسکوپها شناسایی شوند، میتوانند به تأیید مدل استاندارد کیهانشناسی کمک کنند—مدلی غالب که شکلگیری کهکشانها را توضیح میدهد. پژوهشگران یافتههای خود را در ۱۱ ژوئیه در نشست ملی انجمن سلطنتی اخترشناسی در دورهام انگلستان ارائه کردند.
“ایزابل سانتوس-سانتوس” پژوهشگر اصلی این تحقیق و دانشجوی تحصیلات تکمیلی در دانشگاه دورهام، در بیانیهای گفت: «میدانیم که راه شیری حدود ۶۰ کهکشان ماهوارهای تأییدشده دارد، اما باور داریم که باید دهها کهکشان کمنور دیگر نیز در فاصلهای نزدیک به دور آن در گردش باشند. شاید بهزودی بتوانیم این کهکشانهای ‘گمشده’ را ببینیم—که اتفاقی بسیار هیجانانگیز خواهد بود و میتواند اطلاعات بیشتری درباره نحوه شکلگیری جهان به ما بدهد.»
بر اساس نظریه استاندارد کیهانشناسی، که با عنوان «لامبدای ماده تاریک سرد» یا LCDM شناخته میشود، چه کهکشانهای کوتوله و چه کهکشانهای بزرگ (مثل راه شیری)، درون ساختارهایی به نام «هالههای کهکشانی» شکل میگیرند. این هالههای عظیم از ستارگان، همچون برگهایی روی سطح یک دریاچه از ماده تاریک شناورند—مادهای مرموز که تصور میشود ۸۵٪ از جرم کل ماده جهان را تشکیل میدهد.
“ماده تاریک” نور را بازتاب نمیدهد و بنابراین تاکنون بهطور مستقیم دیده نشده، اما دانشمندان شواهد آن را در شکل کهکشانها، خمشدن نور ستارگان هنگام عبور از آنها، و سرعت بالای چرخش ستارگان در مراکز کهکشانی مشاهده کردهاند. هاله ماده تاریک، کهکشان راه شیری را دارای نیروی گرانشی بسیار زیادی کرده است—آنقدر زیاد که طی میلیاردها سال، کهکشانهای کوتوله زیادی را به عنوان ماهواره به دام انداخته است.
با اینکه مدل “لامبدای ماده تاریک سرد” پیشبینی میکند که تعداد زیادی از این کهکشانهای ماهوارهای باید وجود داشته باشند، ولی کمنور بودن آنها باعث شده که رصدشان بسیار دشوار باشد و بسیاری از آنها هنوز حتی در شبیهسازیها هم دیده نشدهاند. اگر نبود این کهکشانها را بهصورت ساده تفسیر کنیم، میتواند شکافی دیگر در مدل استاندارد کیهانشناسی تلقی شود.
اما دانشمندانی که این تحقیق جدید را انجام دادند، دلیل احتمالی این کمبود را پیشنهاد دادهاند: شبیهسازیهای قبلی بهاندازه کافی دقیق نبودهاند تا تکامل کهکشانها را بهخوبی مدلسازی کنند، و در نتیجه هالههای شبیهسازیشده دچار اختلال شده و کهکشانهای ماهوارهایشان را از دست دادهاند.
برای شبیهسازی بهتر کهکشانهای پنهان احتمالی، اخترشناسان از شبیهسازی «آکوارویوس» استفاده کردند—دقیقترین بازسازی از هاله ماده تاریک کهکشان راه شیری. آنها این شبیهسازی را با مدل GALFORM ترکیب کردند—کدی که سرد شدن گاز، شکلگیری ستارگان و تجمع ماده برای شکلگیری کهکشانها را دنبال میکند.
بر اساس این شبیهسازی، کهکشانهای کوتوله بیشتر عمر جهان را در مدار راه شیری گذراندهاند. ولی در این مسیر، در اثر عبورهای مکرر، ستارگان و ماده تاریک آنها به تدریج توسط هاله بزرگ راه شیری ربوده شدهاند، و در نتیجه اکنون بسیار کمنور به نظر میرسند.
این یافتهها نشان میدهد که احتمالاً بین ۸۰ تا بیش از ۱۰۰ کهکشان کوتوله دیگر در اطراف کهکشان ما وجود دارند. اگر واقعاً این کهکشانها وجود داشته باشند، ممکن است بهزودی شناسایی شوند؛ رصدخانه جدید «ورا روبین» که مجهز به بزرگترین دوربین دیجیتال ساختهشده تاکنون است، میتواند برخی از این کهکشانهای پنهان را آشکار کند.
کارلوس فرنک، یکی از پژوهشگران این پروژه و استاد اخترفیزیک در دانشگاه دورهام، در این رابطه گفت: «اگر جمعیت کهکشانهای ماهوارهای بسیار کمنوری که پیشبینی کردهایم با دادههای جدید کشف شود، موفقیتی چشمگیر برای نظریه LCDM در شکلگیری کهکشانها خواهد بود. این همچنین نمونهای روشن از قدرت فیزیک و ریاضیات است؛ ما میتوانیم با استفاده از قوانین فیزیک، که توسط یک ابررایانه و مدلهای ریاضی حل شدهاند، پیشبینیهایی دقیق انجام دهیم که اخترشناسان با تلسکوپهای قدرتمند جدید میتوانند آنها را آزمایش کنند.»
