מחקר חדש מטלסקופ החלל שפיצר של נאס"א מציע כי גלקסיות נוצרות בתוך גושים של חומר אפל. סקר שפיצר חדש זה מצא שכמות החומר האפל סביב גלקסיות רחוקות עקבית באופן מפתיע.
התחל עם המון המון חומר אפל ואז ערבב גז. תן לתערובת לשבת זמן מה, וגלקסיה צריכה להתרומם מהבלילה.
לא ניתן לבצע מתכון פשוט זה לאפיית גלקסיות בבית, אך הוא משקף את מה שאסטרונומים לומדים על היווצרות גלקסיות. בדומה לאפיית לחם עם שמרים, חומר מסתורי ביקום שנקרא חומר אפל נדרש לגלקסיה לצמוח.
כעת, מחקר חדש מטלסקופ החלל שפיצר של נאס"א משכלל את מה שידוע על מרכיב חיוני זה בגלקסיות. זה מצביע על כך שלא רק שחומר אפל נחוץ, אלא שיש להכין כמות מינימלית של החומר לפני שיוכל להיווצר גלקסיה. לא פחות מכך פירושו לא גלקסיה - המקבילה הקוסמית של כיכר לחם כושלת.
"גלקסיות נולדות בתוך גושים ענקיים של חומר אפל", אמר ד"ר דאנקן פרה מאוניברסיטת קורנל, איתקה, נ.י. פרה הוא המחבר הראשי של מאמר המתאר ממצאים אלו וממצאים אחרים בגיליון האחרון של מכתבי כתב העת Astrophysical.
כפי ששמו מרמז, חומר אפל אינו פולט אור, ולכן אף טלסקופ קונבנציונאלי לא יכול לראות אותו. מה שנקרא חומר רגיל, הכולל צמחים ואנשים וכל מיני חפצי חלל, מפטיר קרינה אלקטרומגנטית, או אור. יש ביקום חומר אפל פי חמישה יותר מחומר רגיל.
עם זאת יש לחומר אפל מסה, מה שאומר שהוא יכול להפעיל משיכות כבידה על חומר רגיל.
"לחומר אפל יש כוח משיכה, כך שהוא מושך יותר ויותר חומר אפל בנוסף לגז 'רגיל'," אמר המחבר המשותף ד"ר ג'ייסון סוראס ממרכז המדע שפיצר של נאס"א במכון הטכנולוגי בקליפורניה בפסדנה. "אנו יודעים שבסופו של דבר הגז מתרבה לכוכבים המרכיבים גלקסיות, אך המחקר של שפיצר מציע שזה לא יקרה עד שהחומר האפל הגיע למסה קריטית."
פארה ועמיתיו השתמשו בנתונים מהסקר הרחוק אינפרא אדום אקסטרא-אקלקטי באיזור הרחבה של שפיצר כדי לחקור מאות חפצים מרוחקים, המכונים גלקסיות אינפרא אדום אולטרה-לומיומיות, שנמצאות מיליארדי שנות אור משם. הגלקסיות הצעירות הללו בהירות להפליא ומלאות בהרבה פעילויות היווצרות כוכבים מאובקות.
בתחילה, החוקרים התכוונו להבין טוב יותר כיצד הגלקסיות הצעירות והחומר האפל מתפתחים ומתלכדות יחד לאשכולות הענק של גלקסיות בוגרות השולטות ביקום של ימינו. "אתה יכול לחשוב שגלקסיות פשוט מופצות באופן אקראי על פני השמיים, כמו לזרוק קומץ חול על הרצפה," אמר פרה. "אבל הם לא, והסיבה עשויה להיות שהחומר האפל הגושים סביב גלקסיות צעירות מושכים זה את זה כמו דבק."
על ידי קביעת הדוק עד כמה גלקסיות האינפרא אדום הקוליות החלו להתגודד יחד, הצליחו פארה ועמיתיו למדוד בעקיפין כמה חומר "דבק" של חומר אפל קיים. ככל שהקבוצה מהודקת יותר, היה החומר האפל יותר. הם עשו את החישוב הזה לשתי קבוצות גלקסיות במרחקים שונים מכדור הארץ.
זה היה כשהם הבחינו במשהו מוזר. לכל גלקסיה שהם חקרו, לא משנה כמה רחוק, נראה היה שיש גושים של חומר אפל בערך באותו גודל, המקבילה לעשרה טריליון מסות שמש. מכיוון שהאסטרונומים לא מצאו גלקסיות בשילוב של פחות מעשרה טריליון מסות שמש של חומר אפל, הם מאמינים שכמות זו חייבת להיות המינימלית הנחוצה ליצירת גלקסיה אינפרא אדום קולית.
"גושי החומר האפל האלה עשויים להיות כמו זרעים המולידים את הגלקסיות הרחוקות האלה", אמר סוראס. "גלקסיות דומות ביקום הסמוך שלנו מתגבשות בצורה שונה לחלוטין, ולכן מה שאנחנו לומדים חל על תקופה אחרת ביקום שלנו, הרחק אחורה בזמן הקוסמי."
האם סוגים אחרים של גלקסיות עלולים להתעורר גם בדרכים דומות זו שאלה מתמשכת באסטרונומיה. מחקרים קודמים על גלקסיות אנרגטיות ביותר הנקראות קוואזרים רמזו כי אותם אובייקטים דורשים גם מסה מינימלית של חומר אפל בכדי לצמוח. רק במקרה זה, "בצק" ההתחלה של הגלקסיות לא היה צפוף למדי, בערך ארבעה עד חמישה טריליון מסות שמש.
נראה כי אסטרונומים יצטרכו לחכות עוד קצת לפני שהיקום יוותר על המתכונים המשפחתיים הטובים ביותר שלו.
המקור המקורי: מהדורת החדשות של נאס"א
